一种个性化尺寸自调的3d人体模特的虚拟建模方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种计算机数字模拟的3D人体体模的制作方法，具体涉及一种可按个性身体尺寸调节的3D人体模特虚拟建模方法。
【背景技术】
[0002]个性人体模特的虚拟建模是目前正在兴起的3D试衣能否实际应用的关键，因为个性人体的复杂性，真实性取样或建模是一难度比较大工程。
[0003]目前，真实取样多采用流行的3D全身全息激光扫描，李维斯公司曾搞过封闭式的人体模特扫描间，来自英国伦敦大学计算机科学系的BidynetriCs核心技术，他们的三维虚拟试衣解决办法是利用3D技术开发的人体扫描及服装视觉系统。消费者的体形资料被数字化转换以后，再把最终的尺寸数据以及体形形状置于虚拟服装视觉系统中进行诊断。另一种是基于Poser6.0人体模特制作软件所形成的虚拟体模，虚拟体模是构建若干个分类的标准体型，国内外许多3D开发技术都是在此基础上开发人体模特和试衣。Louise Guay和Jean-Francoise St-Arnaud在 1998年创立了加拿大MVM(My Virtual Model)公司，是目前网上试衣系统研究领域的领头羊，MVM公司使用虚拟账号技术给消费者提供了个性化的网上虚拟试衣工具。美国Browzwear公司专门从事服装以及其实时展示技术前沿研究，该公司的两个旗舰产品“C-Me”和“V.Stitcher”都是建立在个人化特质(消费者虚拟化身)与纺织面料模拟技术基础之上。C-Me是专门用于网上服装销售的三维试衣软件，它直接从服装公司的CAD系统获取纸样文件和面料信息，用二维纸样在消费者虚拟化身上缝合起来的过程来模拟试穿的过程。Fit Me和TheRight Size是一种尺码推荐系统。Fit Me采用尺寸推断分析给消费者推荐最佳尺寸，这种分析是通过把一种多级排列系统与文字说明相结合来实现的。
[0004]目前，服装人体建模使用的方法主要有4种:基于特征的服装人体曲面建模;参数化的曲面建模；多面体建模；以网格边界线为连续条件的三维人体建模。一种主流就是伪3D，在立体模特上，用玛雅、3DMDX制作的3D服饰拼搭，以展示效果，一是没有动态效果;二是没有真实效果;三是服装非3D服装软件制作，无法批量制作。其次，许多3D试衣开发，做不到个性化3D体摸、服饰按每个个体实际体型变化，只能用标准模特展示，失去了真实性、商业化意义。另外，获取个体体摸数据，是商业化实施的难题，最早有法国、西班牙、美国等多国建立3维扫描，由于受仪器、时间、客户不配合的限制，采样和商业化难以实施，这是目前推广、商业化应用的障碍和难点之一。
[0005]目前，流行的三维试衣系统国外有Mvm、Cme、OptiTex、PGM的3DRunway等，国内有C2pop软件、海上网、41网等。经过逐一对比分析，我们发现国外的试衣软件多是集成在服装CAD软件中，主要为服装设计师提供3维服装虚拟展示，国外以网站形式存在的3维试衣做的比较出色的则是采用真人模特录制，然后转换成Flash影片在网页中播放。国内网络上的大量所谓的“三维试衣”都是通过Flash技术，帮助网友挑选合适的搭配，其中的服装和人体都是平面照片。即使能够旋转的，也是多个平面照片的粘合而已，四川、海淘、京东开发了三维模特服饰拼搭展示系统。
[0006]总而言之，有关三维虚拟人体模型技术从20世纪80年代发展至今虽已取得了巨大进步，然而仍处于初级阶段，还有许多问题有待研究解决。
[0007]现有共变人体模特虚拟建模方法存在当人体局部较为突出时使得人体模特严重变形的问题，使得整体不协调。为了配合3D服装CAD软件的运用，急需开发一种能够实现局部调整的虚拟建模方法。
【发明内容】
[0008]鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种可按个性身体尺寸调节的3D人体模特虚拟建模方法，以Poser6.0等虚拟人体模特制作作为基础，采用信息印记识别ZBrush等综合技术，克服原有共变人体模特由于为满足个体局部突出部分而产生的人体模特的严重变形，以及不协调等问题，可以实现人体模特分段的局部调节与按体重模数整体共变相结合调节，同时解决了服装与模特识别配合的问题。
[0009]本发明的具体技术方案如下:
[0010]一种3D人体模特虚拟建模方法，包括如下内容:
[0011 ]选用可共变的标准3D人体模特，以现有的Posere.0、DAZ等软件制作的标准3D人体模特为基础，构建适合于不同体型、身材、性别的统一模型，实施最简单的建模方式；
[0012]确定个体建模者，个体建模者参与建模过程，根据个体建模者自我判断个人体型均匀程度结果，对于体型均匀者进行整体调整，对于不均匀体型者进行局部调整；
[0013]局部调整:以ZBrush技术为基础的人体分段的信息印记识别和雕刻修型，人体分段的信息印记识别的ZBrush雕刻技术应用，是将人体分为若干个主要区域，分别用ZBrush雕刻技术在相关的部位进行信息印记处理，按照部位印记处理的特征，可实行局部尺寸的加减调节，不会产生较大范围的形变，因此，人体个体的复杂体型的取样、建模变得简单化了，个体只需测量通过自己的主要身体尺寸，对标准模特进行身体主要部位进行尺寸调节，就可形成较为接近的个体身体模型。
[0014]整体调整:是指非局部的变化与调整，按体重模数或身形指数(瘦、偏瘦、胖、偏胖等)的信息进行人体模特的共变调整，而是从头到脚，包括对整个身体实施整体的共变，这种变化适合于体型、形态比较均匀、普适，局部部位不是非常突出的个体，通过共变调整或局部调整后的补充调整，达到效果更接近实际体型。
[0015]本发明的特点和有益效果:使复杂的个性人体的虚拟建模简单化了，个体建模者只需自己测量自己身体尺寸，进行身体局部部位的特殊性调整，再辅之于全部身体按体重模数或身形指数信息的共变调节，就可以形成较为理想或接近实际身体尺寸的个人身体虚拟模特，摒弃了人体取样的复杂程序和高额成本，也摈弃了在理论上对每个人体进行测算，在多个模特群或模特库选取对应模特的技术方案，利于市场化推广和普及。
【附图说明】
[0016]图1示出了本发明的虚拟建模流程示意图。
[0017]图2示出了腰部变化图。
[0018]图3示出了腿部的变化图。
[0019]图4示出了胖瘦的变化图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及具体实例对本发明进行详细描述。
[0021]本发明的原理是通过将人体虚拟原模分为若干个主要部分，并以ZBrush技术为基础的信息印记识别、雕刻来实现局部尺寸的加减调节。
[0022]如图1所示，本发明所述一种可按个性身体尺寸调节的3D人体模特虚拟建模方法，包括如下步骤:
[0023]首先，选用P0Ser6.0或DAZ等标准3D人体体模为原型(不分性别)；
[0024]其次，个体建模者根据自我大概判断出自身体型均匀程度；
[0025]体型均匀者，根据人体体重指标或者身形指标，即瘦、偏瘦、标准、胖、偏胖，还可根据三围尺寸和身长尺寸进行微调；
[0026]体型不均匀者，将人体分为主要区域(颈围区域、肩宽区域、胸围区域、腰围区域、大腿区域、小腿区域、上身长度、下身长度)等，附上ZBrush技术的印记处理和雕刻修型程序进行局部修型；
[0027]如果经整体共变调整后，局部区域不符合时还可继续进行局部微调；如果经局域调整后，整体身形上存在差异时还可继续进行整体共变调整。
[0028]如图2、3、4所示的模特身体可以分为胸部、胳膊、腰部、腿部等主要区域，这些区域均可以ZBrush技术为基础打上信息印记识别、通过雕刻、变形来实现局部区域尺寸自我调节。如图2和图3所示，灰色区域分别表示所述人体模特的腰部、大腿部的ZB信息印记、雕刻的局部尺寸调节与变化；图4表示所述人体模特按体重指数或身形指数的ZB信息印记、雕刻的全身尺寸共变的调节与变化。
[0029]模特身体的信息印记分区、雕刻、修型，是按照人体虚拟建模的需要，以ZBrush技术为基础进行分区处理的，既适应于个体模型的自我局部调节和处理，又适应于个体模型整体共变的调节。当个体建模者本人按照人体建模分区的要求，测量了自己身体的主要尺寸后，自己按照所示操作按钮进行局部尺寸的加减调节，调节到合适尺寸时，保存个体虚拟模特;或者先按照体重指数或身形指数进行整体共变调节，然后再进行局部微调。
[0030]此类人体虚拟建模方法，摒弃了实际人体三维测量所带来的成本高、难于市场化推广的弊端，同时，也解决了由于个体体型的差异化所带来的模特信息遴选、匹配的复杂性建模，利于个性化自我操作;利于市场化普及，使人体复杂的人体建模的成本大大降低。
[0031]以上内容是结合具体实例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实例只局限于这些说明。对于本领域所属技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，例如可以使人体对应部位分区、实施对应局部参数信息可调的思路和方法等，这些替换都应当视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种3D人体模特虚拟建模方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)选用由Poser6.0或DAZ等人体模特制作软件制作的可共变的标准3D人体体模为原型； 2)确定个体建模者，个体建模者参与建模过程，根据个体建模者自我判断个人体型均匀程度结果，对于体型均匀者按照体重指数或身形指数进行整体共变调整，对于不均匀体型者进行局部调整，获得个体模特； 其中，需要进行局部调整时，首先测量被虚拟建模者身体主要部位尺寸； 然后，根据个体建模者身体主要部分尺寸的测量结果，对所述选用的标准3D人体体模进行身体主要部位尺寸调整，采用ZBrush雕刻技术在相关的调整部位进行信息印记处理，按照部位印记处理的特征，进行局部尺寸的加减调节。2.根据权利要求1所述的3D人体模特虚拟建模方法，其特征在于:先按照体重指数或身形指数进行整体共变调节，然后再进行局部调整。
【专利摘要】本发明涉及一种计算机数字模拟的3D人体体模的制作方法，具体涉及一种3D人体模特虚拟建模方法，选用可共变的标准3D人体模特，以zbrush技术为基础的人体分区的信息印记识别和雕刻技术进行局部修型，按体重模数或身形指数(瘦、偏瘦、胖、偏胖等)的信息进行人体模特的共变调整。本发明既适应于个体模型的自我局部调节和处理，又适应于个体模型整体共变后的局部微调，可以形成较为理想或接近实际身体尺寸的个人身体虚拟模特，摒弃了人体取样的复杂程序和高额成本，也摈弃了在理论上对每个人体进行测算，在多个模特群或模特库选取对应模特的技术方案，利于市场化推广和普及。
【IPC分类】G06T19/20, G06T17/00
【公开号】CN105551079
【申请号】CN201510944547
【发明人】朝克, 盖浩然, 李策, 李大国
【申请人】朝克, 盖浩然, 李策, 李大国
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月18日