[发明专利]三维试衣仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形学、OpenGL先进技术，特别是涉及一种利用VC++平台和OpenGL技术构建的三维试衣仿真系统。

背景技术

目前，以计算机二维图形学为基础的服装CAD系统已基本成熟，众多优秀的服装款式设计和工艺设计系统产品受到行业的普遍欢迎并被广泛采用。随着社会的进步与发展，一种既能满足大规模工业化生产又能满足个性需求、表达人们对立体思维的回归、展示出服装与人体相互依存关系的三维服装CAD理论和技术越来越受到普遍重视。三维服装CAD系统能够使设计师在真实服装缝制之前就见到虚拟模特着装的真实效果，逼真模拟出有款型、质感、花色与动态的服装。因此，如何利用计算机图形学、计算几何以及计算机动画等领域的最新科研成果，对虚拟服装进行动态仿真及交互设计成为目前研究热点。

OpenGL是OpenGraphicsLib的缩写，是一套三维图形处理库，也是该领域的工业标准。计算机三维图形是指将用数据描述的三维空间通过计算转换成二维图像并显示或打印出来的技术。OpenGL就是支持这种转换的程序库，它源于SGI公司为其图形工作站开发的IRISGL，在跨平台移植过程中发展成为OpenGL。

OpenGL被设计成独立于硬件、独立于窗口系统，在各种操作系统的计算机上都可用的，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作，是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。

发明内容

本发明的目的在于克服三维服装CAD技术难点，基于二维服装CAD的基础上，攻破三维服装造型的显示技术，形成更完善的服装CAD系统。

为了实现发明目的，本发明所设计的三维仿真试衣系统，其技术方案如下：一种三维试衣仿真系统，它包括二维样板数据库、三维样板数据库、材质数据数据库、柔性曲面数据库、虚拟人模数据库、二维服装打板系统、三维人模造型软件、三维场景视窗管理模块、2D-3D样板转换模块、构建虚拟织物的物理模块和三维虚拟服装动态仿真模块，其中，主要功能模块的2D-3D样板转换、三维场景视窗管理、构建虚拟织物的物理模型以及三维虚拟服装动态仿真是系统的四个主体模块；而二维服装打板系统和三维人模造型软件模块是以文件导入方式与主体模块相连的。首先由二维服装打板系统生成二维服装，存储于二维样板数据库中；然后通过2D-3D样板转换模块将二维服装转换为三维服装，存放在三维样板数据库中；再结合材质数据库和构建虚拟织物的物理模块合成虚拟织物的物理模型；接着由三维人模造型软件生成虚拟人模；最后通过三维场景视窗管理模块在三维虚拟服装动态仿真模块中对虚拟人模进行着装模拟。

本发明通过对仿真过程中织物和人体模型之间的碰撞问题，采用一种基于层次剖分技术并融合AABB包围盒检测特点的方法。对人体各部分分别构造碰撞体，形成具有层次结构的碰撞检测子区域，根据衣片的信息，只对与某衣片相关的人体区域碰撞体进行碰撞检测，从而减少不必要的碰撞检测计算，有效地提高检测的效率。

实现织物与人体模型之间的碰撞检测步骤如下：

1)碰撞检测初始化：即构造人体各部位的AABB树，同时对织物进行层次区域划分，构造出织物的层次碰撞树；

2)对织物与人体模型相应碰撞树之间进行层次包围盒的碰撞检测；

3)检测人体模型与织物是否发生碰撞，如果检测到发生了碰撞，则需要进一步精确检测碰撞，再更新衣片碰撞树；如果没有检测到发生碰撞，则直接更新衣片碰撞树；

4)得到更新后的AABB碰撞树；

5)返回步骤2)。

所述AABB层次包围盒碰撞检测算法首先用织物包围盒树的根节点遍历人体模型包围盒树，如果能到达叶结点，再用该叶结点遍历活动对象的包围盒树，如果能到达活动对象的叶结点，则进一步进行基本几何元素相交测试。之所以先用活动对象的根结点遍历环境对象树，主要考虑在通常情况下环境对象比活动对象要大而且复杂得多。选用从活动对象包围盒树的根结点开始遍历环境对象包围盒树，可快速地定位活动对象在环境中的位置，较早地排除与活动对象不相交的部分。

本发明的优点在于：

1.OpenGL作为一个性能优越的图形应用程序设计界面(API)，适用于广泛的计算机环境，实现了高性能的三维图形功能，具有可靠度高、扩展性好、可伸缩性大、灵活性强和易于使用等特点。

2.通过对仿真过程中织物和人体模型之间的碰撞问题，对人体各部分分别构造碰撞体，形成具有层次结构的碰撞检测子区域，根据衣片的信息，只对与某衣片相关的人体区域碰撞体进行碰撞检测，从而减少不必要的碰撞检测计算，有效地提高检测的效率。