[发明专利]一种基于款式描述符的三维服装建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于款式描述符的三维服装建模方法，尤其涉及三维服装模型的形状分析与几何处理方法，属于计算机图形学及计算机辅助图形设计技术领域。

背景技术

直接从头设计并快速创建出三维服装模型并非易事，只能生成有限的三维服装模型。在传统三维服装设计领域，借助专业服装辅助设计系统(如Lectra、Gerber、CLO 3D)等建模工具将二维样板生成三维服装模型，但这些工具学习难度较高，建模复杂，要求用户具有专业设计知识。而在逆向工程领域，人们通常使用昂贵的专业三维扫描设备在理想的实验室场景下获取点云数据，设备和环境复杂性较高。近年来很多工作都致力于如何简化这一复杂的建模过程，例如Wang C.(<Computer-Aided Design>,35(7),2003,659～672)，Meng Y.(<Computer-Aided Design>,44(8),2012,721～734)提出的基于人体特征的二维样板到三维服装模型设计方法。然而，这些方法仍然需要用户做大量的二维裁剪以及样板制作等工作。这样从无到有的创建方式，使得基于这类方法生成的三维服装模型的数量也受到了局限。

目前由于三维服装获取技术的发展以及在互联网三维模型库、数字化服装定制、计算机娱乐角色动画，以及游戏电影制作等领域的需求牵引，对三维服装模型的数量、处理精度、建模效率、复杂度、款式变化等方面提出了更高的要求。在不同应用领域，常常需要变换不同风格的服装以满足人物以及场景的需求。从建模的角度来看，迫切需要提出针对大规模三维服装的建模方法，以满足用户对衣服款式变化的需求。如何有效地分析、处理三维服装模型以及刻画织物的真实感模拟效果，成为直接影响高质量三维服装真实感模型的关键性问题。基于数据生成的角度而言，已有文献利用现有模型快速生成有创意的大规模数量的三维服装模型。Brouet R.(<ACM Transactions on Graphics>,31(4),2012,36:1～11)提出的保持设计的服装迁移方法就是一种可以基于不同体型下、同一款式设计的三维服装自动生成的方法。充分结合放码、缩码等机制，尽可能保持二维的变形，可以快速获得不同体型下相同款式的具有真实感的三维服装。Berthouzo(<ACM Transactions on Graphics>,32(4),2012,85:1～10)则是提出了生成大规模三维服装模型的另一个有效思路，利用计算机视觉领域以及高层次语义理解的理论方法，用概率推理模型可以简化之前衣身二维样板缝合线、轮廓线等复杂特征之间的关联，自动匹配相关二维衣片的省道、底边、褶皱线等，并进行建模快速获得三维服装。然而这些研究仍然涉及到存储大量的顶点信息，涉及放码等二维样板的设计专业知识，建模效率不高等。

与刚性物体、人造物体建模(<ACM Transactions on Graphics>,27(3),2008,42:1～8)等方法不同，保持服装款式以及款式部件感知的重新组合成为三维服装建模的最大难点。此外，三维服装作为一种非刚性模型，由于其款式复杂多样等特点，除了要计算柔性形变、对齐、部分对应等问题，还要关注提升建模效率和准确率。目前三维服装模型的几何建模的研究还比较少，而且所做的研究主要是针对物理建模方面，在三维几何建模方面，由于涉及到的服装是复杂的柔性模型，在面对几何形状和拓扑结构较为复杂的三维服装模型时，很难得到有意义的分析和处理结果。而形状分析和处理(<Eurographics State of the Art Reports>,2013,175～197)主要研究三维几何模型的分析、描述、分类和解释，即在人类知识的驱动或辅助下对三维模型的结构和语义进行分析。其优势主要表现在易用性强，智能化高，用户参与程度低，能方便实现用户的建模意图。正是在这样的技术背景与应用发展趋势下，本发明将服装的款式知识、形状知识与高效的编辑技术有机地结合起来，利用已有的三维服装模型作为输入，提供了一种基于款式描述符的三维服装建模方法，快速构建新的三维服装。对满足目前大规模三维服装数量的需求具有重要的研究意义。

发明内容

本发明提供了一种基于款式描述符的三维服装建模方法，以用于有效地分析、处理、生成新的三维服装模型，从而满足目前大规模三维服装模型数量的需求。