三维试衣仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维试衣仿真系统，具体涉及一种利用计算机图形学、ＯｐｅｎＧＬ技术，以及ＶＣ＋＋平台和ＯｐｅｎＧＬ技术构建的对虚拟人模和织物模型进行模拟着装的技术。该系统首先由二维服装打板系统生成二维服装，存储于二维样板数据库中；然后通过２Ｄ－３Ｄ样板转换模块将二维服装转换为三维服装，存放在三维样板数据库中；再结合材质数据库和构建虚拟织物的物理模块合成虚拟织物的物理模型；接着由三维人模造型软件生成虚拟人模；最后通过三维场景视窗管理模块在三维虚拟服装动态仿真模块中对虚拟人模进行着装模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机图形学、OpenGL先进技术，特别是涉及一种利用 VC十+平台和OpenGL技术构建的三维试衣仿真系统。
技术介绍
目前，以计算机二维图形学为基础的服装CAD系统已基本成熟，众 多优秀的服装款式设计和工艺设计系统产品受到行业的普遍欢迎并被广 泛采用。随着社会的进步与发展， 一种既能满足大规模工业化生产又能 满足个性需求、表达人们对立体思维的回归、展示出服装与人体相互依 存关系的三维服装CAD理论和技术越来越受到普遍重视。三维服装CAD 系统能够使设计师在真实服装缝制之前就见到虚拟模特着装的真实效 果，逼真模拟出有款型、质感、花色与动态的服装。因此，如何利用计 算机图形学、计算几何以及计算机动画等领域的最新科研成果，对虚拟 服装进行动态仿真及交互设计成为目前研究热点。OpenGL是OpenGraphicsLib的縮写，是一套三维图形处理库，也是 该领域的工业标准。计算机三维图形是指将用数据描述的三维空间通过 计算转换成二维图像并显示或打印出来的技术。OpenGL就是支持这种 转换的程序库，它源于SGI公司为其图形工作站开发的IRISGL，在跨平 台移植过程中发展成为OpenGL。OpenGL被设计成独立于硬件、独立于窗口系统，在各种操作系统的 计算机上都可用的，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作，是专业 图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服三维服装CAD技术难点，基于二维服装CAD 的基础上，攻破三维服装造型的显示技术，形成更完善的服装CAD系统。为了实现专利技术目的，本专利技术所设计的三维仿真试衣系统，其技术方 案如下 一种三维试衣仿真系统，它包括二维样板数据库、三维样板数 据库、材质数据数据库、柔性曲面数据库、虚拟人模数据库、二维服装 打板系统、三维人模造型软件、三维场景视窗管理模块、2D-3D样板转 换模块、构建虚拟织物的物理模块和三维虛拟服装动态仿真模块，其中， 主要功能模块的2D-3D样板转换、三维场景视窗管理、构建虚拟织物的 物理模型以及三维虚拟服装动态仿真是系统的四个主体模块；而二维服 装打板系统和三维人模造型软件模块是以文件导入方式与主体模块相连 的。首先由二维服装打板系统生成二维服装，存储于二维样板数据库中； 然后通过2D-3D样板转换模块将二维服装转换为三维服装，存放在三维 样板数据库中；再结合材质数据库和构建虚拟织物的物理模块合成虚拟 织物的物理模型；接着由三维人模造型软件生成虚拟人模；最后通过三 维场景视窗管理模块在三维虚拟服装动态仿真模块中对虚拟人模进行着 装模拟。本专利技术通过对仿真过程中织物和人体模型之间的碰撞问题，采用一 种基于层次剖分技术并融合AABB包围盒检测特点的方法。对人体各部分分别构造碰撞体，形成具有层次结构的碰撞检测子区域，根据衣片的 信息，只对与某衣片相关的人体区域碰撞体进行碰撞检测，从而减少不 必要的碰撞检测计算，有效地提高检测的效率。实现织物与人体模型之间的碰撞检测步骤如下1) 碰撞检测初始化即构造人体各部位的AABB树，同时对织物进行层次区域划分，构造出织物的层次碰撞树；2) 对织物与人体模型相应碰撞树之间进行层次包围盒的碰撞检测；3) 检测人体模型与织物是否发生碰撞，如果检测到发生了碰撞， 则需要进一步精确检测碰撞，再更新衣片碰撞树；如果没有检测到发生 碰撞，则直接更新衣片碰撞树；4) 得到更新后的AABB碰撞树；5) 返回步骤2)。所述AABB层次包围盒碰撞检测算法首先用织物包围盒树的根节点 遍历人体模型包围盒树，如果能到达叶结点，再用该叶结点遍历活动对 象的包围盒树，如果能到达活动对象的叶结点，则进一步进行基本几何 元素相交测试。之所以先用活动对象的根结点遍历环境对象树，主要考 虑在通常情况下环境对象比活动对象要大而且复杂得多。选用从活动对 象包围盒树的根结点开始遍历环境对象包围盒树，可快速地定位活动对 象在环境中的位置，较早地排除与活动对象不相交的部分。本专利技术的优点在于1. OpenGL作为一个性能优越的图形应用程序设计界面(API)，适用 于广泛的计算机环境，实现了高性能的三维图形功能，具有可靠度高、 扩展性好、可伸縮性大、灵活性强和易于使用等特点。2. 通过对仿真过程中织物和人体模型之间的碰撞问题，对人体各部 分分别构造碰撞体，形成具有层次结构的碰撞检测子区域，根据衣片的 信息，只对与某衣片相关的人体区域碰撞体进行碰撞检测，从而减少不 必要的碰撞检测计算，有效地提高检测的效率。3. AABB层次包围盒碰撞检测算法选用从活动对象包围盒树的根结 点开始遍历环境对象包围盒树，可快速地定位活动对象在环境中的位置， 较早地排除与活动对象不相交的部分，从而提高了效率。附图说明图1为三维试衣仿真系统整体结构；图2为织物与人体模型间的碰撞检测图；图3为基于AABB层次包围盒碰撞检测的算法流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进行进一步阐述。如图1所示是三维试衣仿真系统整体结构，整个系统由五个主要数 据库和六个主要功能模块组成。这五个主要数据库是二维样板、三维样 板、材质数据、柔性曲面和虚拟人模；六个主要功能模块包括二维服装 打板系统、三维人模造型软件、三维场景视窗管理、2D-3D样板转换、 构建虚拟织物的物理模型和三维虚拟服装动态仿真，其中，主要功能模 块的2D-3D样板转换、三维场景视窗管理、构建虚拟织物的物理模型以 及三维虚拟服装动态仿真是系统的四个主体模块；而二维服装打板系统 和三维人模造型软件模块是以文件导入方式与主体模块相连的。三维试衣仿真系统首先由二维服装打板系统生成二维服装，存储于二维样板数据库中；然后通过2D-3D样板转换模块将二维服装转换为三 维服装，存放在三维样板数据库中；再结合材质数据库和构建虚拟织物 的物理模块合成虚拟织物的物理模型；接着由三维人模造型软件生成虚 拟人模；最后通过三维场景视窗管理模块在三维虚拟服装动态仿真模块 中对虚拟人模进行着装模拟。图2是织物与人体模型间的碰撞检测图。如图可知，碰撞检测的初 始化分两路进行。 一路是人体模型的初始化，首先构造出描述人体各部 位的AABB树，从而得到人体各部位的AABB树；另一路是对织物的初 始化，首先对织物进行层次区域划分，构造出层次碰撞树，从而得到织 物的层次碰撞树。然后再把这两路得到的人体模型各部位的AABB树和 织物的层次碰撞树结合起来，根据织物——人体模型不同部位拓扑的不 变性，建立衣片——人体模型之间的对应关系。在初始化之后，对织物与人体模型相应碰撞树间进行层次包围盒碰 撞检测。如果检测到发生了碰撞，则再进一步进行精确的碰撞检测，之 后再更新衣片的碰撞树，最后得到更新后的织物AABB碰撞树；如果没 有检测到发生碰撞，则直接更新衣片碰撞树，得到更新后的织物AABB 碰撞树。在完成更新步骤之后，再进行织物与人体模型相应碰撞树间进行层 次包围盒的碰撞检测，不断地迭代进行检测及更新步骤。图3所示是基于AABB层次包围盒碰撞检测的算法流程图。算法首 先用织物包围盒树的根节点TraverseBoxTree(VE， VF)遍历人体模型包围 盒树，如果能到达叶结点VE，再用该叶结点遍历活动对象的包围盒树。如果能到达活动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维试衣仿真系统，其特征在于，它包括二维样板数据库、三维样板数据库、材质数据数据库、柔性曲面数据库、虚拟人模数据库、二维服装打板系统、三维人模造型软件、三维场景视窗管理模块、２Ｄ－３Ｄ样板转换模块、构建虚拟织物的物理模块和三维虚拟服装动态仿真模块，首先由二维服装打板系统生成二维服装，存储于二维样板数据库中；然后通过２Ｄ－３Ｄ样板转换模块将二维服装转换为三维服装，存放在三维样板数据库中；再结合材质数据库和构建虚拟织物的物理模块合成虚拟织物的物理模型；接着由三维人模造型软件生成虚拟人模；最后通过三维场景视窗管理模块在三维虚拟服装动态仿真模块中对虚拟人模进行着装模拟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗笑南，刁柳坚，彭斌斌，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]