[发明专利]一种面向普通用户的快速3D衣服建模方法

摘要

本发明涉及一种面向普通用户的快速3D衣服建模方法，过程包括系统自动根据3D人体模型生成相应的2D人体模板图片；使用图片处理工具从输入的衣服图片中提取衣服轮廓；使用图片处理工具将所述提取到的衣服轮廓和所述2D人体模板进行匹配得到衣服图片，通过不断调整衣服轮廓的位置来达到所述匹配；根据3D人体模型和匹配获得的衣服图片的形状通过仿真算法生成3D衣服模型。基于本发明所提出的快速简单的3D衣服建模方法，输入是一张普通的衣服正面照片，用户通过简单的描画边界的操作，便可以快速生成一个已贴上纹理的3D衣服模型。

主权项

一种面向普通用户的快速3D衣服建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)系统自动根据3D人体模型生成相应的2D人体模板图片；(2)使用图片处理工具从输入的衣服图片中提取衣服轮廓；(3)使用图片处理工具将所述提取到的衣服轮廓和所述2D人体模板进行匹配得到衣服图片，通过不断调整衣服轮廓的位置来达到所述匹配；(4)根据3D人体模型和步骤(3)中匹配获得的衣服图片的形状通过仿真算法生成3D衣服模型；其中，所述步骤(1)具体为：3D人体模型M是一个多边形网格模型，其表示为二元组<V，F>，V是顶点集合，F为面片集合，3D人体模特坐标轴包围盒在x、y、z坐标轴上的大小分别为wM、hM和dM，其中，人体背部最后的一个点为z轴起点，M在z轴上的投影即为2D人体模板图片T，投影后模板图片T的宽和高分别为wT和hT，这五个参数为系统的输入参数；wM，hM和dM的取值依据所述3D人体模型所要表示的人体模型大小来确定；其中，所述步骤(2)具体为：对于输入的衣服图片，首先应用传统视觉领域的轮廓线提取算法自动提取衣服的轮廓，用户对结果进行观测，如果发现提取结果的质量太差，则进入人工交互的轮廓提取过程，将目标衣服区域勾画出来，外部区域删除为白色；其中，评价一个提取结果好坏的依据是：目标衣服区域需要完整地保留，且不属于目标衣服的区域应被清除干净；其中，所述步骤(3)具体为：用户创建一幅跟所述2D人体模板相同大小的图片，并将所述衣服轮廓复制到该图片上，之后用户通过缩放和平移两个操作，使得所述衣服轮廓刚好跟所述2D人体模板的轮廓对齐；完成该操作后，将衣服图片保存为任意图片格式后即完成本步骤；其中，所述步骤(4)具体为：(4.1)根据衣服轮廓生成基本3D衣服网格模型；(4.2)将所述基本3D衣服网格模型沿着z轴负向逐步移动，并将其与身体模型进行碰撞检测，若某个点发生碰撞，则不再移动，否则继续向前移动，直到发生碰撞或者是达到最大迭代次数；其中，所述步骤(4.1)具体为：设衣服轮廓在图片中的起始位置为(rs，cs)，结束位置为(re，ce)，并设定参数g为采样间距，则在该图片区域内，每隔g个像素生成一个3D点，第i行第j个采样点的3D坐标为(cs+j*g，rs+g*i，dM)，其中，所有的z分量均为dM，亦即在3D空间中，将初始的3D衣服网格模型位于人体模型的面前；与此同时，原始衣服图片作为该网格模型的纹理贴图，其UV坐标为每个采样点在图像空间的归一化坐标；其中，所述步骤(4.2)具体为：(4.2.1)将所有的3D衣服网格顶点设置为能够移动；(4.2.2)将每一个3D衣服网格顶点的初始加速度方向a0设置为“0，0，‑Δz”；(4.2.3)为每一个顶点计算其前进方向，计算公式为av＝a0+∑k·(li‑l)·ei其中，av为某个顶点v的加速度方向，k为弹簧系数，ei为顶点v第i个出边的向量，li为该边的长度，l为改变初始状态下的长度；在得到该点的前进方向后，该点的新位置为v′＝v+av·Δt；其中，Δt为迭代过程的时间间隔；(4.2.4)检测v’是否与3D人体模型发生碰撞，如果发生碰撞，则将该点标记为不可移动，该点不再参加后面的迭代；否则，将该点移动到新的位置，然后重复步骤4.2.2；整个迭代过程有最大迭代次数N的限制。