[發明專利]一種基于人體拉普拉斯變形的服裝變形方法

有效

• 申請號: 201910376727.2
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110176063B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 駱立康;王露苑;金小剛;劉郴;黃寧海;邵澤希
• 申請（專利權）人: 浙江凌迪數字科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種基于人體拉普拉斯變形的服裝變形方法，包括步驟：(1)在空間中輸入人體網格模型和服裝網格模型，分別進行離散化處理，得到離散人體頂點集和離散服裝頂點集；(2)對離散人體頂點集和離散服裝頂點集分別進行聚類，形成均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集；(3)定義均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集中所有頂點的集合為頂點集V，構建拉普拉斯矩陣；(4)控制離散化、聚類后的人體網格模型的頂點，帶動離散化、聚類后的服裝網格模型進行實時光滑形變；(5)將變形后的人體網格模型和服裝網格模型映射回步驟(1)的空間，完成基于人體拉普拉斯變形的服裝網格變形。

技術領域

本發明涉及三維網格變形技術領域，具體涉及一種基于人體拉普拉斯變形的服裝變形方法。

背景技術

目前已有的虛擬試衣應用主要包括虛擬試衣網站、虛擬試衣鏡和移動端的虛擬試衣系統。其中，比較常見的是三維的虛擬試衣鏡。俄羅斯的AR DOOR科技公司開發的“試衣魔鏡”、日本的Digital Fashion公司發明的“Active Lab”全交互虛擬試衣鏡就是虛擬試衣鏡的現實應用的典型案例。

虛擬試衣網站的優點是操作簡單，設備要求門檻低；缺點是無法通過簡單參數的調整達到與用戶身材完全一致的效果，且模特的面部特征、衣服的質感的模擬缺乏，真實感與層次感較差。

虛擬試衣鏡的工作原理是通過深度攝像頭(例如Kinect)獲取用戶的影像、身材維度與運動信息，利用身材維度參數重建與用戶體型一致的三維人體模型，同時將所展示的服裝模型穿到人體模型上，用戶可以操控人體模型發生運動，查看虛擬試衣的效果。

上述方法的優點是用戶通過簡單的動作和手勢操作即可完成試衣，能夠看到自身的試穿效果，系統的實時性和操作交互性較好。缺點是模型渲染效果與實際有明顯差別，且服裝模型往往不能與人體很好地貼合，因此這就對服裝網格變形就提出了較高要求，使其能夠貼合不同的人體并且隨著人體運動自然地形變。

在計算機圖形學等領域，三維模型變形是一項很重要的課題。三維模型變形指的是改變模型的全局形狀的同時盡可能保持局部細節不變。三維模型的局部細節是其內在屬性，因此在模型變形的同時需要保持其內在屬性不變。

現有虛擬試衣中的服裝變形方法基本都是骨骼蒙皮驅動的。這些方法需要動畫師提前將服裝通過人體進行骨骼綁定，這需要很大的人工成本和時間成本。除此之外，直接通過骨骼綁定得到的服裝蒙皮效果，在實際的虛擬試衣中很容易因為蒙皮權重的不合理引起服裝網格形變局部拉伸過度，影響試衣真實性。

拉普拉斯變形算法中的微分坐標是一種局部坐標，代表了三維模型局部集合細節的內在屬性。基于拉普拉斯的變形方法，只需要選定三維模型上的一些頂點作為固定不變的區域，稱為變形手柄；其他一些頂點作為產生變形的區域。通過移動變形手柄，其他沒被選中的頂點通過拉普拉斯系統發生變化，達到平滑變形的效果。

發明內容

針對本領域存在的不足之處，本發明提供了一種基于人體拉普拉斯變形的服裝變形方法，通過人體形變帶動服裝網格形變，簡單高效，實時性好，是實時虛擬試衣交互的重要技術，解決了服裝網格變形需要人工預處理的問題，同時克服了現有的變形算法容易導致局部拉伸過度的缺點，運用本方法服裝在人體的帶動下發生光滑的變形，在變形后仍能夠保持服裝的局部特征。

一種基于人體拉普拉斯變形的服裝變形方法，包括步驟：

(1)在空間中輸入人體網格模型和服裝網格模型，分別進行離散化處理，得到離散人體頂點集和離散服裝頂點集；

(2)對離散人體頂點集和離散服裝頂點集分別進行聚類，形成均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集；

(3)定義均勻離散人體頂點集和均勻離散服裝頂點集中所有頂點的集合為頂點集V，構建拉普拉斯矩陣；

(4)控制離散化、聚類后的人體網格模型的頂點，帶動離散化、聚類后的服裝網格模型進行實時光滑形變；