[发明专利]一种虚拟试衣的碰撞检测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，特别涉及一种基于碰撞体的虚拟试衣的方法和系统。

背景技术

试衣设施一般为试衣镜，只能看到前面和局部镜像，无法看到身后及行走过程中衣服和体型的适合程度，且无法保留试衣过程的影像。

随着虚拟现实技术的发展，已经研发出能够实现虚拟试衣的诸多方案。通过虚拟试衣系统，用户不必真实地穿上衣服，而仅需要将自己的诸如身材等的信息提供给虚拟试衣系统，然后对着试衣境就能够看到试衣的效果。虚拟试衣系统根据用户真实的人体体型系数构造出与用户一致的三维人体模型，从而在试衣时，展现出更加真实的试衣效果。

基于虚拟现实技术的试衣，为了使虚拟试衣的效果更逼真，需要试衣镜中衣服与人体模型进行贴合，并且试衣镜中的人物模型需要随着人体试衣的姿态而做出相应的动作，因此在试衣系统中需要对衣服和人体模型进行碰撞检测。现有基于虚拟现实技术的碰撞检测方法有两种，一种是将人体的碰撞体模型用一个胶囊体进行模拟，胶囊体模拟虽然在试衣系统进行虚拟试衣的物理仿真时效率很高，但是由于人体模型具备四肢和躯干，并非只是一个胶囊的形状，因此基于此种方法的碰撞检测，试衣过程中人体模型无法与衣服完全贴合，导致虚拟试衣的视觉体验不佳。另一种方法是使用三角面片的包络体对人体和服装进行物理仿真，这种方式在虚拟试衣时可以很好地将人体模型和衣服进行贴合，但是基于三角面片技术的计算量太大，导致仿真效率很低，因此在虚拟试衣时人体不能做出大幅度的动作(如抬手、转身等)，否则会因为计算量过大而造成试衣系统的时延，无法实时展现出虚拟试衣的效果，从而影响试衣体验。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种基于碰撞体的虚拟试衣的方法和系统，克服了现有虚拟试衣技术的局限性。本发明提出了使用多个基本碰撞体(例如球，立方体，圆柱等)拼接为人体碰撞体模型，同时将每个碰撞体绑定到人物的骨骼系统上，每个碰撞体可以随着骨骼进行运动，这样在顾客进行试衣时，挑选的衣服可以和试衣镜中的人体模型紧密贴合，同时也能随着人体的动作而实时地做出相应的动作，提高了虚拟试衣的逼真性。

附图说明

图1为本发明中基于碰撞体的虚拟试衣的总体流程图；

图2为本发明中识别的人体骨骼点；

图3为本发明中碰撞体之间形成连接体的示意图

图4为本发明中附加碰撞体填充人体物理模型主框架的示意图；

图5为本发明中由碰撞体组成的人体物理模型图；

图6为本发明中基于碰撞体的虚拟试衣系统的框架图；

图7为虚拟试衣的效果图。

具体实施方式

如图1，基于碰撞体的虚拟试衣包括以下步骤：

101.基于人物的骨骼动画模型标识出人物的关键骨骼点。

人体的关键骨骼点被动作捕捉器进行捕捉和跟踪，如按照微软kinect识别三维人体骨骼点，并进行骨骼追踪，获得人体的骨骼点信息，如图2所示为识别的人体骨骼点。

102.将碰撞球绑定到人物的骨骼系统上的骨骼点，每个单独的碰撞体可以随着骨骼点进行运动。

然后在每个骨骼点上设置碰撞球。碰撞球是以骨骼点为中心，半径为R的一个球体。人体骨骼点移动时，碰撞球也会随之移动。碰撞球的半径大小跟人体的骨骼特征保持一致，例如腿部的关节点中胯关节的半径大，膝关节的关节适中，踝关节最小，所设置的碰撞球的大小也随着关节半径的大小变化而相应变化。

在人体碰撞体创建过程中，为了节省碰撞检测的时间，根据衣服与身体的接触范围内设置相应的碰撞球，在衣服没有与身体接触的部分不设置碰撞球，以提高试衣系统的仿真效率。根据衣服的类型，可以按照以下方式建立碰撞体：对于没有帽子的衣服，头部的骨骼点不绑定碰撞球；对于无袖衣服，手臂部分的骨骼点不绑定碰撞球；对于短袖衣服，小臂部分的骨骼点不绑定碰撞球。

103.根据骨骼点之间的连接关系将骨骼点之间变成填充的碰撞体模型，形成人体物理模型的主框架。