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虚拟服装网格模型切割及参数化算法研究的中期报告

中期报告

一、前言

虚拟试衣技术是指基于计算机图形学、模型分析和仿真等技术手段，通过人体三维扫描、网格建模和动态仿真等技术手段，将人体和服装等物品建立在虚拟世界中，并通过画面形式达到了试穿的效果，使用户可以在不进入实体试衣间的情况下了解服装的合身度以及感受服装等方面的效果。随着计算机图形技术的持续发展和普及应用，虚拟试衣技术在传统服装行业中逐渐得以推广应用，并在电子商务、网络购物、社交娱乐等领域发挥了重要作用，成为时装行业热门话题之一。

虚拟试衣技术的实现过程中，需要将服装模型与人体模型紧密结合，通过算法对服装模型进行切割和参数化处理，以实现服装在人体上的自适应式展示。因此，衣服模型切割及参数化算法的优化和改进，对于提升虚拟试衣技术的仿真效果具有重要意义。

本文研究的是虚拟服装网格模型切割及参数化算法，旨在解决在虚拟试衣技术中，服装模型在人体上的自适应式展示问题。

二、研究现状

当前，国内外学者在虚拟试衣技术领域的研究包括虚拟三维人体建模、3D人体扫描和重建、服装建模与仿真等领域，并且在以上领域中涉及的技术和方法都得到了较为广泛的研究与应用。

在虚拟人体建模领域，国内外学者主要采用数字化人、3DMax、Maya等建模软件，在人体体型和肢体动作等方面的表现力与细节上，都得到了显著的提升。在3D人体扫描和重建方面，目前主要采用的是激光扫描和全息扫描技术，这些技术相较于传统扫描技术优势明显。

在服装建模方面，国内外学者也开展了一系列研究。其中，以三维造型软件为基础，建立法线、嵌入、贴图等算法实现了服饰的建模。

在服装仿真方面，主要采用了多种算法，如基于物理模拟的仿真、基于约束的仿真、贴图和纹理映射等算法，以及结合机器学习、神经网络等技术的新型算法。

三、研究内容

3.1网格模型切割算法

本文选择基于参数曲面的切割方法进行研究。该算法将衣服模型切割成多个部分，并以面片的形式表示。

参数曲面切割方法的流程主要包括人体切割、模型匹配、模型切割、拓扑优化四个步骤。

首先，将实际人体模型进行扫描，获得人体表面曲面。然后，将衣服模型同样进行扫描，并通过匹配算法将其拟合在人体表面和人体曲面上，以实现衣服模型在人体表面的自适应式展示。接下来，使用参数曲面对拟合后的衣服模型进行切割，将衣服模型分割成多个部分，并以面片的形式表示。最后，对拓扑结构进行优化，确保各部分可单独变形，不会发生相互干扰的现象。

3.2网格模型参数化算法

本文旨在以得到的多个面片形式的服装模型为基础，利用参数化技术实现衣服模型的传递性变形。

本文所采用的参数化算法首先将衣服模型拆成不同的面片，并根据衣服纹理映射的方式设定映射区域。其次，通过计算每个面片的平均位置和面积，将每个面片的纹理映射坐标系对齐、归一化。接着，采用线性方程组求解器，解决了每个参数坐标点的方程系数。在这里，交叉比率和重叠率等几何量用于优化参数坐标点。最后，优化后的参数坐标点就可以用于实现衣服模型的传递性变形。

四、研究进展及存在问题

本文目前已完成对基于参数曲面的网格模型切割算法的研究，并初步实现了算法的原型系统。但目前在实际应用中存在一些问题，如人体扫描精度、衣服模型切割精度、拓扑结构优化等方面的需要进一步完善。

下一步，我们将进一步深入优化和改进这些算法来实现更准确、高效的虚拟试衣技术，以满足用户的需求，并促进虚拟试衣技术的应用和推广。

五、总结与展望

本文综述了虚拟试衣技术及其在计算机图形学、模型分析和仿真方面的相关研究，介绍了虚拟服装网格模型切割及参数化算法的研究现状和进展。在此基础上，本文分析了仍需进一步完善的问题，并提出了未来的研究展望。

未来，我们将继续优化和改进虚拟服装网格模型切割及参数化算法，并在实际应用中进行测试和验证，以推动虚拟试衣技术在时装行业和其他领域的应用和发展。