[發(fā)明專利]一種基于空間自動(dòng)定位的三維玩具紙樣縫合模擬方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211027932.6
• 申請(qǐng)日: 2022-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN115392024A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東亮;金映含;張婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;A63H3/02;A63H9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種基于空間自動(dòng)定位的三維玩具紙樣縫合模擬方法，該方法是以玩具二維紙樣作為輸入，先交互設(shè)置紙樣的縫合信息，并三角網(wǎng)格化；自動(dòng)建立縫合關(guān)系圖；分解縫合關(guān)系圖對(duì)紙樣進(jìn)行分組，將縫合關(guān)系分為組內(nèi)縫合關(guān)系和組外縫合關(guān)系；根據(jù)組內(nèi)縫合關(guān)系對(duì)每組紙樣進(jìn)行組內(nèi)相對(duì)位置自動(dòng)定位；根據(jù)組外縫合關(guān)系將紙樣按組進(jìn)行組裝，確定紙樣空間位置；最后基于質(zhì)點(diǎn)彈簧布料模型對(duì)定位后的紙樣進(jìn)行縫合模擬生成三維玩具模型。該方法降低了三維玩具紙樣模擬的操作復(fù)雜度，可以快速驗(yàn)證二維紙樣設(shè)計(jì)的合理性，節(jié)約了玩具制造原型的材料、勞動(dòng)力和時(shí)間，加快了玩具設(shè)計(jì)的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三維玩具模擬方法，特別涉及一種基于空間自動(dòng)定位的三維玩具紙樣縫合模擬方法。

背景技術(shù)

二維紙樣設(shè)計(jì)是毛絨或充氣玩具生產(chǎn)過程的關(guān)鍵步驟。在當(dāng)前數(shù)字化紙樣設(shè)計(jì)技術(shù)尚未普及的階段，大多數(shù)玩具設(shè)計(jì)師仍采用手工設(shè)計(jì)的方式設(shè)計(jì)紙樣，即根據(jù)其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、審美和空間想象，直接繪制出二維紙樣。設(shè)計(jì)過程中為了驗(yàn)證二維紙樣設(shè)計(jì)的合理性并進(jìn)行改進(jìn)，需要多次制作出實(shí)體原型，有時(shí)多次修改也達(dá)不到滿意的效果，這造成了材料和時(shí)間的浪費(fèi)。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，縫合模擬技術(shù)可以直接將二維紙樣轉(zhuǎn)化為三維模型，直觀揭示三維模型和預(yù)期形狀之間的差異，無需生產(chǎn)實(shí)物便能指導(dǎo)紙樣的改進(jìn)。

然而，二維紙樣快速縫合模擬仍舊比較困難，由于二維紙樣在三維中的擺放位置直接決定了縫合模擬的效率和效果，因此確定二維紙樣的空間位置是縫合模擬的關(guān)鍵步驟之一。在之前的方法中，二維玩具紙樣的空間位置通過用戶交互進(jìn)行定位，操作復(fù)雜、耗時(shí)久。在服裝領(lǐng)域已有二維紙樣自動(dòng)定位的相關(guān)研究，如論文(Berthouzoz F,Garg A,Kaufman DM,Grinspun E,Agrawala M.Parsing sewing patterns into 3D garments.AcmTrans Graph,2013)和論文(Groz C,Fuhrmann A,Luckas V.Automatic pre-positioningof virtual clothing,In:Proceedings of the 19th spring conference on Computergraphics,2003)。服裝紙樣由于其有通用的紙樣名稱，在自動(dòng)定位時(shí)可以根據(jù)紙樣名稱與人體模特的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，即能圍繞人體模型進(jìn)行定位。與服裝紙樣不同，玩具紙樣形狀各異，且沒有通用名稱規(guī)范，并且由于玩具模型的形狀未知，因此無法使用特征點(diǎn)指示紙樣的空間位置。因此，玩具紙樣的空間自動(dòng)定位比服裝紙樣更復(fù)雜。

為了解決該問題，本發(fā)明提出一種基于空間自動(dòng)定位的三維玩具紙樣縫合模擬方法，利用紙樣間的縫合關(guān)系信息對(duì)紙樣進(jìn)行分組、組內(nèi)定位與組外組裝，實(shí)現(xiàn)智能、準(zhǔn)確的三維紙樣空間放置，無需其它手動(dòng)交互，快速生成三維模擬結(jié)果。本發(fā)明大大縮短三維玩具紙樣空間定位所需的時(shí)間，簡(jiǎn)化了二維紙樣縫合模擬生成三維玩具模型的過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于空間自動(dòng)定位的三維玩具紙樣縫合模擬方法，將二維玩具紙樣快速、準(zhǔn)確地在空間中自動(dòng)定位，然后對(duì)定位后紙樣進(jìn)行三維玩具的縫合模擬。

為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于空間自動(dòng)定位的三維玩具紙樣縫合模擬方法，包括下列步驟：

1)以玩具二維紙樣作為輸入，用交互的方式設(shè)置二維紙樣的縫合信息，并對(duì)二維紙樣進(jìn)行三角網(wǎng)格化；

3)根據(jù)二維紙樣的縫合信息自動(dòng)建立縫合關(guān)系圖；

3)基于圖分解算法通過分解縫合關(guān)系圖對(duì)紙樣進(jìn)行分組，將縫合關(guān)系分為組內(nèi)縫合關(guān)系和組外縫合關(guān)系；

4)根據(jù)組內(nèi)縫合關(guān)系對(duì)每組紙樣進(jìn)行組內(nèi)相對(duì)位置自動(dòng)定位；根據(jù)組外縫合關(guān)系將紙樣按組進(jìn)行組裝，確定紙樣空間位置；

5)基于質(zhì)點(diǎn)彈簧布料模型對(duì)定位后的紙樣進(jìn)行縫合模擬生成三維玩具模型。