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《三维人体与服装建模技术综述.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、服装技术ApparelTechnology在服装CAD、网络虚拟试衣、三维人体动画和游戏等应用领域,都面临着如何解决真实人体与服装的三维重建问题,即人体与服装的真实感虚拟建模。在计算机图形学中,物体的造型一般分为传统几何建模和物理建模两大类。传统几何建模采用线框、表面和实体等造型技术,只描述物体的外部几何特征,适合静止刚体的造型。物理建模则是将物体的物理特征和行为特征融进传统的几何模型中,既包含了表达物体所需要的几何信息,又包含了物体材料的物理性能参数。在现实世界中,服装的运动受织物材料特性和人体运动的共同影响。人体运动所产生的肢体位移造成人体皮肤
2、表面和服装布料之间的碰撞,力的相互作用驱动服装跟随人体运动。由于用计算机模拟人体与服装真实效果的复杂性,在三维人体与服装的造型中出现了几何建模技术、物理建模技术、结合几何与物理的混合建模技术。1 三维人体与服装的几何建模技术1.1 人体三维虚拟人体的几何建模技术主要是曲面建模,又称表面建模,这种建模方法的重点是由给出的离散数据点构成光滑过渡的曲面,使这些曲面通过或逼近这些离散点。在人体曲面建模时,主要采用基于特征的和参数化的人体曲面建模两种具体建模方法。人体与服装的真实感虚拟建模是服装CAD、网络虚拟试衣、三维人体动画和游戏等应用领域的重要问题
3、。对三维人体与服装的建模有几何、物理、混合等3类建模技术,文章综合分析了发展历史和使用现状,提出了可能的研究方向。The realistic modeling of 3D human body and garment is an important issue in the computer-aided garmentdesign, web virtual try on, 3D human animation and game. There are geometry modeling, physics modeling andhybrid mode
4、ling technology in 3D human body and garment. The development history and current situationare carefully analyzed and the possible research direction is discussed.三维人体与服装建模技术综述ASurveyon3DHumanBodyandGarmentModelingTechnology文/陈永强 彭利华作者简介:陈永强,男,1967年生,副教授,博士,武汉科技学院计算机科学学院。主要
5、研究方向:计算机图形图像处理,虚拟现实技术,智能信息安全系统。基金项目:湖北省教育厅科学技术研究项目(D20081707“面向服装的个性化数字人体建模与仿真”,湖北省数字化纺织装备重点实验室(DTL200702项目“服装个性化三维人体变形模型研究与实现”。1.1.1 基于特征的人体曲面建模基于特征的人体曲面建模根据人体的整体结构,将人体模型划分为若干个基本的结构特征。为进行曲面造型,针对每个结构特征可定义相应的造型特征。造型特征分为主要造型特征(即人体模型中指定的特征和辅助造型特征(即为了精确表达人体模型的较细节几何特点所定义的造型特征。该方法
6、的优点在于:它使得人体模型的曲面建模更加灵活,可以针对人体模型不同部位的几何特征,选择最适合的曲面建模方法,而不必拘泥于某一种曲面表达方式。此外,还可较方便地改进人体模型建模方法。根据人体模型尺寸表,可定义一系列的特征曲线,曲线的生成通过相关特征点(根据人体物理特性定义的点和模型样本点(根据人体模型曲面造型需要定义的点来得到。仅靠特征曲线还不足以表达人体模型的所有几何形状,需补充定义几何造型曲线,与特征曲线共同构造出曲线网络。网络曲线多采用3 次B样条曲线表达,人体曲面模型的构建则采用B样条曲面。1.1.2 参数化的人体曲面建模参数化的人体曲面
7、建模采用几何约束来表达人体模型的形状特征,从而获得一簇在形状上或功能上相似的设计方案。即在建模过程中应结合人机工程学原理,利用人体各部分固有的比例关系,从人体模型的众多特殊尺寸中提取出起决定性作用的参数。一旦几何特征参数确定下来,系统将根据人机工程学原理,修改相应的主要造型特征,使其满足新的尺寸要求。同时,利用人体模型主、辅造型特征间的关联结构,修改相关的辅助造型特征,获得新的人体模型造型特征,对新的人体模型造型特征进行曲面造型,最终得到用户所需的人体模型。参数化建模是一种更服装技术ApparelTechnology为抽象化的建模方法,它以抽象的特
8、征参数表达复杂人体的外部几何特征,依托于常规的几何建模方法,使设计人员能够在更高、更抽象的层面上进行人体设计。N M Th
