三維虛擬人體尺寸信息提取技術(shù)研究.pdf

1、設(shè)計以人為本，人體的構(gòu)造、機能、尺寸和形態(tài)對服裝設(shè)計、號型標(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)可實現(xiàn)個性化虛擬人體建模、人體尺寸快速提取、三維人體曲面到二維裁片的自動轉(zhuǎn)化、虛擬服裝設(shè)計與試穿等功能，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)一個虛擬人體尺寸提取系統(tǒng)，首先進行需求分析，根據(jù)應(yīng)用要求設(shè)計系統(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)用的人體測量方法。東華大學(xué)現(xiàn)有兩種非接觸三維測量設(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，本文即針對它們掃描人體得到的數(shù)據(jù)文件展開研究。
　　 如同人工測量，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)首要實現(xiàn)的一個功能即是利用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)。對于有效數(shù)據(jù)的自動提取，本文進行了有益的嘗試，提出相應(yīng)的提取算法，并用MATLAB語言編寫了程序，從而為實現(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)，可實現(xiàn)虛擬人體重建。本文第四章詳細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)點三角剖分理論。本文建立了四種模

4、型:點云模型、線框模型、三角面片模型、真實感加強模型。對點云模型中同一坐標(biāo)高度的點進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)上加進光照處理，可獲得真實感加強模型，使得虛擬人體在尺寸提取時的參照作用增強。
　　 以前面章節(jié)闡述的專業(yè)背景知識和建模理論為基礎(chǔ)，本文第五章開發(fā)了一個實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)合實例說明此系統(tǒng)的功能。
　　 本文難點在于對WRL和STL文件中有效數(shù)據(jù)的自動提取。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在有效數(shù)據(jù)中，因此也會影響尺寸提取的準(zhǔn)確度。本文創(chuàng)新之處在于二維尺