[發明專利]用于三維服裝模型美觀展示的自動姿勢和褶皺遷移的方法

有效

• 申請號: 202110526094.6
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113223152B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王露苑;潘曉宇;肖欽杰;金小剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 高佳逸;胡紅娟

1.一種用于三維服裝模型美觀展示的自動姿勢和褶皺遷移的方法，其特征在于，包括步驟：

(1)利用參考源服裝模型和參考目標服裝模型的二維板片的語義信息在二者的二維板片之間建立頂點對應關系，包括特殊情況下的板片預處理、板片輪廓角的確定、板片輪廓角頂點對應、板片頂點對應關系生成四個步驟；

所述板片輪廓角的確定包括步驟：

(1-1-1)利用二維板片的語義信息中的屬性使每個參考源服裝模型的二維板片都能在參考目標服裝模型的二維板片集合中找到對應的板片；

(1-1-2)給定一對表示為的參考源服裝模型二維板片和參考目標服裝模型二維板片，通過剛性迭代最近點算法在二者之間建立初始對應；

(1-1-3)遍歷每個板片的整個網格，分別找到組成參考源服裝模型二維板片的輪廓頂點集和參考目標服裝模型二維板片的輪廓頂點集

(1-1-4)對于一個輪廓頂點，計算其相鄰兩條輪廓線之間夾角的余弦值cosγ，若cosγ-0.8，則將該夾角作為二維板片的一個輪廓角，通過遍歷所有輪廓頂點，得到板片的輪廓角集合：

其中，p,q分別是參考源服裝模型二維板片和參考目標服裝模型二維板片的輪廓角數量；

所述板片輪廓角頂點對應，具體步驟包括：

(1-2-1)通過縮放和平移在三維坐標系中將參考源服裝模型二維板片和參考目標服裝模型二維板片進行對齊；

(1-2-2)計算參考源服裝模型二維板片所有頂點的拉普拉斯坐標，記作計算參考目標服裝模型二維板片所有頂點的拉普拉斯坐標，記作

(1-2-3)設是參考源服裝模型二維板片的一個輪廓角頂點，其拉普拉斯坐標為是參考目標服裝模型二維板片的一個輪廓角頂點，其拉普拉斯坐標為建立下列能量函數：

式(III)的第一項為拉普拉斯坐標與的點積，第二項為兩個輪廓角頂點之間的平方距離，式(III)的值越小，表示公式中所比較的兩個輪廓角頂點的語義相似度越高；

若對于參考源服裝模型二維板片的輪廓角頂點參考目標服裝模型二維板片的輪廓角頂點取時式(III)的能量函數最小，且對于參考目標服裝模型二維板片的輪廓角頂點參考源服裝模型二維板片輪廓角頂點取時式(III)的能量函數最小，則將和視為相互對應的輪廓角頂點對；

(1-2-4)通過上述步驟(1-2-3)所述方法遍歷成對的參考源服裝模型二維板片和參考目標服裝模型二維板片的所有輪廓角頂點，即可在部分參考源服裝模型二維板片輪廓角頂點和參考目標服裝模型二維板片輪廓角頂點之間建立一一映射，并獲得初始稀疏頂點對應集合：

所述板片頂點對應關系生成，具體步驟包括：

(1-3-1)以式(IV)所表示的頂點對為約束，對構成參考源服裝模型二維板片的所有網格頂點通過迭代優化下列公式進行拉普拉斯變形：

其中，β＝0,1,…,nc，為需要通過優化求解得到的形變后的參考源服裝模型二維板片輪廓頂點的坐標，L是拉普拉斯運算符，式(V)的第一項表示變形后的參考源服裝模型二維板片輪廓頂點的幾何特征應盡可能接近其變形前的幾何特征，為參考源服裝模型二維板片輪廓頂點的拉普拉斯坐標集合，式(V)的第二項表示參考源服裝模型二維板片上的每個有對應的頂點的輪廓頂點變形后的新位置應該等于對應的參考目標服裝模型二維板片上的輪廓頂點的坐標；

(1-3-2)基于上述拉普拉斯變形結果，通過尋找互為最近點的方法來計算參考源服裝模型二維板片和參考目標服裝模型二維板片上非輪廓角頂點之間的一一對應關系，得到輪廓上新的頂點對應關系，將這些新得到的頂點對加入到式(IV)的集合M_C中并將更新后的頂點對集合記作M′_C；

(1-3-3)將更新后的頂點對集合M′_C作為約束，按照步驟(1-3-1)對參考源服裝模型二維板片的所有頂點執行第二次拉普拉斯變形，通過迭代求解得到變形后的參考源服裝模型二維板片此時與也得到了準確的對齊；

(1-3-4)遍歷與的所有頂點，當分別位于和的一對頂點互為最近點時，則這對頂點相互對應，最終生成成對的參考源服裝模型二維板片和參考目標服裝模型二維板片之間的頂點對應關系；

(2)將獲取的二維板片之間的頂點對應關系映射到所對應的三維模型上，得到參考源服裝模型與參考目標服裝模型之間的頂點約束集合：其中是位于參考源服裝模型上的頂點，是位于參考目標服裝模型上的頂點；

(3)通過設置M_cons為約束條件，執行正則化非剛性迭代最近點算法來得到參考源服裝模型與參考目標服裝模型之間的逐三角形的對應關系；

(4)通過求解優化，將姿勢和褶皺細節從源服裝模型遷移到參考目標服裝模型上。