基於數據驅動的三維服裝真實感模型研究與實現

《基於數據驅動的三維服裝真實感模型研究與實現》是依託中山大學，由王若梅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於數據驅動的三維服裝真實感模型研究與實現
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王若梅
• 依託單位：中山大學

中文摘要

數字家庭中的三維顯示與高速網際網路技術的研究與發展，對三維虛擬環境的套用提出了新的要求，三維服裝CAD、虛擬著裝和數位化服裝的研究已經成為目前國內外研究的熱點問題。然而在如何生成符合人體實際需要和變化的三維服裝模型方面，仍然存在一些有待解決的關鍵問題。本項目的研究特點是從實際套用問題中提出套用要求，上升到理論和一般的方法，再套用到實踐中。在技術方法上，將二維服裝幾何設計數據與三維服裝模型的建立機制有機地結合起來，採用分割、融合和保形變換等數學方法，重建光順的三維服裝的幾何模型；通過離散化的動力仿真模型展現具有柔性約束的真實感的三維服裝。最後，採用數據驅動的解決方案，通過讀取和解析不同數據，完成互動式三維服裝真實感的建模和顯示。研究的結果擬在TCL、創維等三維終端顯示設備上進行實驗檢測和套用。該項目的研究對於我國數位電視技術，數字家庭產業的發展和三維服裝套用有著重要的理論和實際意義。

結題摘要

在三維服裝CAD、虛擬穿著和數位化服裝定製的研究中，需要有簡潔高效的計算模型和滿足人們對服裝的質量和合體性、審美觀、情趣等個性化的需求。然而由於服裝是複雜的柔性物體，款式的複雜性以及織物的物理屬性，使得在織物三維重建、質感和動感的表現、逼真靈活的曲面造型等技術問題上具有一定的難度，主要表現在服裝款式自身的複雜特性，使得二維衣片與相應的三維服裝模型之間的映射關係非常複雜；多層服裝仿真中的碰撞問題等。因此，研究高效的真實感的服裝三維建模中的建模和數值仿真方面的問題，一直是目前紡織服裝三維技術研究中的難點問題，這也是該項目的研究目標。 本項目提出的基於數據驅動的三維服裝幾何建模與真實感仿真，技術方法上建立服裝部件特性的分析和表示，將二維設計反映在三維服裝的效果上，建立基於聯動特性的三維部件參數化造型，進行基於控制項約束特徵的三維服裝重建，實現基於數據驅動的三維服裝真實感效果模擬。在項目的研究過程中，提出並實現了幾何建模和仿真計算的相關算法。 針對三維服裝幾何模型的表示與處理問題，提出了格線重建方法和格線分割算法，該算法在效率和效果上取得了比較好的均衡。針對多層服裝的計算機仿真算法，建立了多層的服裝仿真計算建模，同時能夠快速解決三維服裝動態仿真過程中的多層滲透問題。為了有效的獲得織物變形的仿真效果，提出了基於微分幾何能量的三維織物格線變形模型，該方法計算效率較高、直觀且便於用戶互動式操作控制，能夠有效獲得織物細節的真實變形效果。針對真實感服裝仿真中紋理映射問題，提出了基於圖像幾何參數識別及三維織物參數化建模方法，可以獲得直觀的織物的三維幾何模型，提出了基於向量場的紋理合成方法，可以獲得更加逼真的紋理合成效果，算法套用在真實感服裝虛擬可視化套用中，獲得了同時也更適合三維織物真實感的處理過程。 本項目目前發表學術論文14篇，其中SCI收錄5篇，申請發明專利四項。