面向三维服装CAD的人体建模与动态仿真技术综述.pdf

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1、服装技术ApparelTechnology面向三维服装CAD的人体建模与动态仿真技术综述ASurveyofHumanBodyModelingandSimulationTechnologyin3DGCAD文/陈永强彭利华CAD领域中的理论和技术应用到服装的设计、生产、胸围和腰围等关键部位的参数信息，快速修改和调整标准产品发展、经营管理等各个环节，形成了一个全新的领域虚拟人体模型的细部或整体尺寸，得到适合于个体的个性—服装GCAD。现在的GCAD正在从二维发展到三维，化的逼真人体模型；发展到具有三维人体测量、三维服装设计、三维立体

2、裁剪、（4）能够实现简单且高效的人体动态建模，具有合理三维立体缝合及三维穿衣效果展示等高级功能，其最终目的运动方式和动作；的在于不经制作服装，便可由虚拟人在虚拟现实中完成最（5）与建立服装模型的所需数据具有一致性，便于选终着装效果的预先演示，不仅有助于服装生产率的提高，择服装，实现人体和服装的一体化动态仿真处理。更有助于服装满意率和设计质量的提高。为了达到具有现实世界的穿着效果，在三维GCAD系2三维人体建模技术统中实现虚拟人着装效果的虚拟演示，不仅要求虚拟人体2.1人体数据的获取模型具有逼真的外观、合理的行为举止，还要包括虚

3、拟人快速、精确地测量三维人体数据是实现三维GCAD系体本身运动产生的人体表面、衣物的变形效果，更需要实统的前提。传统的方法以卷尺、卡尺等为测量工具，测量现特定服装模型穿着在某一特定人体模型上的动态效果。人体有关部位的长度、宽度、围度等数据，以此为参数进行造型设计。服装生产中广泛使用的号型、体型分类即是1三维GCAD对人体模型的要求通过人体测量在统计分析的基础上得出的。但是，采用传三维GCAD是在人体的基础上进行的，服装人体建模统的手工人体测量方法已很难满足快速、准确、大批量测是一个复杂形体的几何造型、参数化设计和运动仿真的综体

4、的需要。合问题。由于三维GCAD系统的特殊性，对人体建模提出由于计算机视觉技术的不断发展，导致了人体测量技了具体的要求：术由手工向自动、接触式向非接触式方向发展。三维人体（1）能建立普通而标准的虚拟三维人体模型，能基本自动测量是以现代光学为基础，融多种科学技术于一体的反映用户的实际形体信息；测量技术。测量人体时把图像当作检测和传递信息的手段（2）在保证表面特征尺寸精确度的前提下，尽量简化或载体加以利用，其目的是从人体图像中提取有用的信息网格结构，减少模型的复杂性；（包括服装设计所需的人体特征数据），可分为接触式和非（3）具有合

5、适的人体特征语义信息，能进行参数化处接触式测量两种。接触式自动测量主要用于标准人台表面理，交互操作方便而简单，可根据实际人体的身高、体重、人体型值点的测量，不适合于真实人体的测量。非接触式作者简介：陈永强，男，1967年生，副教授，博士，武汉科技自动测量主要用于获取真实人体特征数据，在测量被测对学院计算机科学学院。主要研究方向：计算机图形图像处理，象时把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用，虚拟现实技术，智能信息安全系统。从图像中提取有用的信息，从而获得所需要的人体三维尺基金项目：湖北省数字化纺织装备重点实验室DTL20

6、0702项目“服装个性化三维人体变形模型研究与实现”。寸，特点是快速、准确、效率高等。84纺织导报ChinaTextileLeader·2008No.2ApparelTechnology服装技术2.2人体数据的处理中提取出起决定性作用的参数。几何特征参数一但确定，对于测量的所有人体数据并不能直接用于建模和显根据人机工程学原理，修改相应的主要造型特征，使其满示，其原因如下：足新的尺寸要求。同时，利用人体模型主、辅造型特征间（1）原始数据有一定的测量误差和运动误差。测量误的关联结构，修改相关的辅助造型特征，获得新的人体模差是数据采

7、集系统本身的误差或其它技术因素所引起的误型造型特征，对新的人体模型造型特征进行曲面造型，最差，在测量系统设计时已予以考虑，可以忽略不计。运动终得到用户所需的人体模型。参数化建模是一种更为抽象误差则是由人体自身的各种运动造成的，需要处理；化的建模方法，它以抽象的特征参数表达复杂人体的外部（2）原始数据只有坐标值，缺少灰度或颜色信息；几何特征，依托于常规的几何建模方法，使设计人员能够（3）由于有遮挡现象，部分区域没有原始数据；在更高更抽象的层面进行人体设计。（4）原始数据重复性差；曲面模型的优点是速度较快，缺点是不考虑人体解剖（5

8、）原始数据的格式不能直接用于绘制三维图形或者结构，所以取得非常逼真的模拟效果比较困难。提高表面加工立体模型。模型的逼真性是目前的研究热点之一。要重建人体模型，需要对数据做进一步的处理，包括（2）基于物理建模特征点调整、尺寸测量等具体步骤。曲面建模技术能够完整地描述人体的几何信