基于图形和图像的人体胸腰部曲面建模研究

作     者：艾容羽 

作者单位：青岛大学 

学位级别：硕士

导师姓名：庄梅玲

授予年度：2020年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 082104[工学-服装设计与工程] 

主      题：点云数据 特征提取 分段拟合 截面曲线 图像验证 

摘      要：三维人体曲面建模是计算机图形学和图像处理领域研究的热点之一,在3D服装CAD、虚拟仿真系统和游戏动画领域,3D人体建模是亟需解决的问题。三维人体重建技术是实现3D服装设计、服装CAD、虚拟试衣技术的基础。在服装产业逐渐数字化、智能化的趋势下,三维人体建模成为服装数字化的研究焦点,同时也存在许多问题,成为研究的瓶颈。目前对三维人体建模技术的研究,结合服装专业知识和人体特点的研究有很多,但是大多是通过图形点云数据进行建模,或者是通过二维图像进行,单一通过其中一种建模都有其自身的局限性。同时对于人体特征截面轮廓曲线建模大多是通过单一的曲线拟合,拟合优度不高是主要的问题。本文针对服用三维人体建模的研究状况,以160/84A标准女装人台模型为研究对象,采用分段拟合的思想建立人体胸腰部特征曲线模型,主要研究内容如下:(1)运用图形处理技术中的基于人体特征点的人体胸腰部特征截面定位及提取算法设计。基于服装工程学和人体工效学,设计算法进行基于特征点的人体胸腰部特征横截面定位,得到胸腰部特征点及特征截面的位置,提取出了特征横截面的点云数据集。(2)运用图形处理技术中的基于曲面曲率的人体胸腰部特征曲线分段拟合算法设计。采用分段不同拟合方法对特征曲线进行模型构建,有多项式拟合和样条拟合,可提高拟合优度,从而可提高后期图形验证工作的准确度。(3)基于图像处理技术提取人体正面和侧面的外轮廓,对基于图形技术拟合的人体曲线模型进行验证。首先选择胸围曲线为例,将拟合值与实际参考值进行对比和误差分析,进行基于长度的拟合度检验;然后结合MATLAB对二维图像进行处理提取的边缘,利用图形与图像的比例关系将纵截线进行叠加对比,最终验证所建曲线模型的有效性。本研究进行分段拟合曲线模型的构建,并通过图像数据对图形数据进行验证,为服装个性化建模与智能打板技术的结合做基础性工作。