三維虛擬人體尺寸信息提取技術(shù)研究.pdf

1、設(shè)計(jì)以人為本，人體的構(gòu)造、機(jī)能、尺寸和形態(tài)對(duì)服裝設(shè)計(jì)、號(hào)型標(biāo)準(zhǔn)制定及工業(yè)化批量生成都有重要意義。三維服裝CAD系統(tǒng)的研究方興未艾，利用三維服裝CAD系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化虛擬人體建模、人體尺寸快速提取、三維人體曲面到二維裁片的自動(dòng)轉(zhuǎn)化、虛擬服裝設(shè)計(jì)與試穿等功能，其中，人體尺寸信息快速提取是三維服裝CAD中的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文最終要開發(fā)一個(gè)虛擬人體尺寸提取系統(tǒng)，首先進(jìn)行需求分析，根據(jù)應(yīng)用要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面及界面功能，本文第二章闡述了基

2、于服裝業(yè)應(yīng)用的人體測(cè)量方法。東華大學(xué)現(xiàn)有兩種非接觸三維測(cè)量設(shè)備——[TC]2系統(tǒng)和EXAscan手持式激光掃描系統(tǒng)，EXAscan的軟件子系統(tǒng)缺乏基本的尺寸提取功能，[TC]2的軟件子系統(tǒng)功能不夠全面，缺乏二維尺寸的提取，本文即針對(duì)它們掃描人體得到的數(shù)據(jù)文件展開研究。
　　 如同人工測(cè)量，虛擬人體是尺寸提取的基礎(chǔ)和參照，本文開發(fā)的軟件系統(tǒng)首要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)功能即是利用WRL和STL文件（WRL文件是[TC]2系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件，ST

3、L文件是EXAscan系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件）重建虛擬人體。本文第三章仔細(xì)研究了這兩類文件的結(jié)構(gòu)形式，找出其中的有效數(shù)據(jù)。對(duì)于有效數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取，本文進(jìn)行了有益的嘗試，提出相應(yīng)的提取算法，并用MATLAB語(yǔ)言編寫了程序，從而為實(shí)現(xiàn)虛擬人體的快速重建打好基礎(chǔ)。
　　 提取出有效數(shù)據(jù)后，利用MATLAB中相關(guān)三維圖形函數(shù)，可實(shí)現(xiàn)虛擬人體重建。本文第四章詳細(xì)論述了人體建模用到的插值三次樣條曲線理論和散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)三角剖分理論。本文建立了四種模

4、型:點(diǎn)云模型、線框模型、三角面片模型、真實(shí)感加強(qiáng)模型。對(duì)點(diǎn)云模型中同一坐標(biāo)高度的點(diǎn)進(jìn)行插值三次樣條曲線擬合，利用此插值曲線即可模擬人體橫向截面形態(tài)以及提取圍度尺寸;在三角面片模型基礎(chǔ)上加進(jìn)光照處理，可獲得真實(shí)感加強(qiáng)模型，使得虛擬人體在尺寸提取時(shí)的參照作用增強(qiáng)。
　　 以前面章節(jié)闡述的專業(yè)背景知識(shí)和建模理論為基礎(chǔ)，本文第五章開發(fā)了一個(gè)實(shí)用的虛擬人體尺寸信息提取系統(tǒng)。系統(tǒng)采用交互方式可提取人體一維、二維尺寸，具體包括人體各部位高度、

5、人體橫向截面形態(tài)及尺寸、人體縱向截面形態(tài)、人體體表角度等。本章詳細(xì)介紹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，闡述人體尺寸提取算法，并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明此系統(tǒng)的功能。
　　 本文難點(diǎn)在于對(duì)WRL和STL文件中有效數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取。有效數(shù)據(jù)的提取是虛擬人體建模和尺寸提取的基礎(chǔ)，其提取準(zhǔn)確度和提取效率直接影響個(gè)性化虛擬人體建模的精度和速度，從而減弱虛擬人體的參照作用，由于一部分人體尺寸信息直接存儲(chǔ)在有效數(shù)據(jù)中，因此也會(huì)影響尺寸提取的準(zhǔn)確度。本文創(chuàng)新之處在于二維尺