專利名稱：一種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維服裝的造型設(shè)計方法，特別涉及一種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
常見的服裝設(shè)計制作過程包括款式設(shè)計、紙樣設(shè)計、裁剪布料和縫合等步驟，其中服裝紙樣設(shè)計是服裝設(shè)計制作中的一個必不可少的關(guān)鍵步驟。服裝紙樣設(shè)計即將立體的服裝轉(zhuǎn)化為二維紙樣的過程。一直以來，紙樣設(shè)計采用手工作業(yè)，紙樣的形狀都是設(shè)計師憑經(jīng)驗和想象設(shè)計出來的。這需要設(shè)計師具備非常好的空間想象能力和實踐經(jīng)驗，而培養(yǎng)一名優(yōu)秀的紙樣設(shè)計師，需要多年的時間。目前，雖然服裝CAD軟件的應(yīng)用已經(jīng)比較普及，但主要是二維CAD，它們的作用相當于將設(shè)計師手工設(shè)計的紙樣輸入到電腦中。真正實用的三維服裝紙樣設(shè)計軟件尚未出現(xiàn)。雖然已經(jīng)出現(xiàn)了一些3D服裝CAD軟件，它們主要的用途不是用于紙樣設(shè)計，而是三維試穿，即將二維紙樣縫合到三維人體上成為三維的服裝。目前三維CAD系統(tǒng)還是以三維服裝試穿和模擬為主，即將二維服裝紙樣轉(zhuǎn)化為三維服裝模型，然后利用物理方法進行服裝懸垂和動畫模擬。這些系統(tǒng)的主要用途在于服裝試衣系統(tǒng)，或者檢驗設(shè)計的服裝是否合身。它們只是一個紙樣設(shè)計的輔助系統(tǒng)，而不是一個真正實用的紙樣設(shè)計系統(tǒng)。由于二維紙樣轉(zhuǎn)化為三維服裝的操作比較復(fù)雜，三維形狀修改不方便，使得其可操作性不強，目前還難以被大多數(shù)設(shè)計師所掌握與接受。近年來，三維服裝CAD的研究熱點逐漸轉(zhuǎn)移到三維服裝的造型與三維紙樣設(shè)計方法。例如，Takeo Igarashi, John F. Hughes，"Clothing Manipulation，，，15th Annual Symposium on User Interface Software and Technology, ACM UIST' 02 (Takeo Igarashi, John F. Hughes，服裝處理方法15屆人機用戶操作軟件和技術(shù)研討會，ACM UIST，02)研究了交互的三維服裝設(shè)計方法，可以直接將二維紙樣放置到三維模型上直接對紙樣進行交互操作。Emmanuel Turquin，Jamie Wither，Laurence Boissieux, Marie-Paule Cani，JohnF. Hughes，" A Sketch-Based Interface for Clothing Virtual Characters， “ IEEEComputer Graphics and Applications，2007 (Emmanuel Turquin, Jamie Wither, LaurenceBoissieux, Marie-Paule Cani, John F. Hughes，一個面向穿著衣服的虛擬人體的草圖設(shè)計界面，IEEE計算機圖形學(xué)和應(yīng)用，2007)采用草圖式的服裝設(shè)計方法，通過繪制服裝草圖輪廓線的方法，直接在人體上生成三維服裝模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種速度快，精度較高，節(jié)約成本并且應(yīng)用面較廣的基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法。為解決該技術(shù)問題本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法，其特征在于包括下列步驟1)讀入一個用三角形網(wǎng)格表示的三維人體模型；
用三角形網(wǎng)格表示的三維人體模型是計算機圖形學(xué)中表示三維模型的一種通用 表示方法，它被用來顯示和渲染三維模型以及表示三維模型的形狀。在讀入時，三維人體 模型的數(shù)據(jù)是用三角形網(wǎng)格表示的，三維人體模型的三角形網(wǎng)格是通過其他三維造型系 統(tǒng)生成的。Jurczyk, T. , and Glut, B. , Triangular and Quadri lateral Meshes on 3D Surfaces, in Proc.the fifth World Congress on Computational Mechanics, Vienna, Austria, Jul. 2002. (Jurczyk, T.，and Glut, B.，三維曲面的三角形網(wǎng)格和四邊形網(wǎng)格，第 五屆計算力學(xué)世界大會，奧地利，2002年7月。)中公開了該種表示方法。2)根據(jù)三維人體模型生成一個三維服裝模型；三維服裝模型是通過偏移三維人體模型的網(wǎng)格曲面得到。對于不同類型的人體， 包括上半身，下半身和全身，和服裝服裝，包括上衣和褲子，有時需要預(yù)先對人體進行處理， 包括網(wǎng)格曲面變形、光滑、切割和合成，再進行偏移生成初始的三維服裝模型。Polygon Mesh Processing, Mario Botsch, Leif Kobbelt, Mark Pauly, Pierre Alliez and Bruno Levy AK Peters，2010 (多邊形網(wǎng)格處理，Mario Botsch, Leif Kobbelt,Mark Pauly, Pierre Alliez and Bruno Levy AK Peters, 2010)中公開了網(wǎng)格處理的各種方法。3)生成三維服裝模型的輪廓線；具體是采用下述步驟獲得三維服裝模型的輪廓線的a)計算三維服裝模型的最高點和最低點；b)從最高點開始，計算一個切割水平面與三維服裝模型的相交線，即橫截面。e)計算橫截面的左右前后四個極值點；d)將切割水平面往下移動一點距離，比如1厘米，然后重復(fù)步驟a)，b)和e)計算 每個橫截面的左右前后極值點，直到切割水平面到達三維服裝模型的最低點；e)將所有的左極值點連接起來，并擬合為三次樣條曲線，作為三維服裝模型的左 側(cè)根輪廓線。用同樣的方法，分別生成三維服裝模型右側(cè)，前面和后面的輪廓線。4)修改輪廓線的形狀改變?nèi)S服裝模型的形狀；具體是采用下述步驟修改輪廓線的形狀改變?nèi)S服裝模型的形狀a)計算每一個服裝模型網(wǎng)格點與服裝模型的輪廓線的相對位置，具體步驟如下①取出一個服裝模型的網(wǎng)格點，經(jīng)過該點做一個水平橫截面；②計算水平橫截面與服裝輪廓線的相交點，獲得前后左右四個交點；③計算網(wǎng)格點在輪廓線高度方向(Z方向)上的相對位置；④計算網(wǎng)格點在橫截面中水平與前后方向(X與Y方向)上與四個交點的相對位 置；b)改變輪廓線的形狀后，根據(jù)網(wǎng)格點與輪廓線的相對位置，自動計算每一個網(wǎng)格 點的新位置①根據(jù)網(wǎng)格點在輪廓線高度方向(Z方向)上的相對位置，計算網(wǎng)格點在高度方向 上的新位置；②經(jīng)過新的高度位置做一個水平橫截面，然后計算水平橫截面與改變形狀后的服 裝輪廓線的相交點，獲得前后左右四個交點；③根據(jù)網(wǎng)格點在橫截面中水平與前后方向(X與Y方向)上與四個交點的相對位 置，計算網(wǎng)格點在在水平橫截面中的位置。
5)在三維服裝模型表面繪制縫合線，將模型表面劃分為若干個區(qū)域，每個區(qū)域即為一個三維紙樣；6)選擇三維紙樣，生成與該三維紙樣相對應(yīng)的三維網(wǎng)格；具體是采用下列步驟獲得三維網(wǎng)格的①查找到由多根所述縫合線組成的封閉的邊界環(huán)；②查找所有三角形網(wǎng)格邊不與邊界環(huán)相交的內(nèi)部三角形；③查找至少有一根三角網(wǎng)格邊與邊界環(huán)相交的三角形；④取出與邊界環(huán)相交的三角形，將它們位于邊界環(huán)內(nèi)部的部分與邊界環(huán)組成多邊形，將多于三條邊的多邊形剖分成三角形。⑤最后將邊界環(huán)包含的所有三角形集合形成一個網(wǎng)格，即三維網(wǎng)格。所述多邊形剖分成三角形，采用Delaimay三角剖分法，該剖分法是計算機圖形學(xué)中一個常用的方法，它解決如何把一個散點集合剖分成不均勻的三角形網(wǎng)格的問題。三角剖分的定義為假設(shè)V是二維實數(shù)域上的有限點集，邊e是由點集中的點作為端點構(gòu)成的封閉線段，E為e的集合。那么該點集V的一個三角剖分T= (V，E)是一個平面圖G，該平面圖滿足條件a)除了端點，平面圖中的邊不包含點集中的任何點。b)沒有相交邊。c)平面圖中所有的面都是三角面，且所有三角面的合集是散點集V的凸包。 Kanaganathan, S. , Goldstein, N. , Comparison of four point adding algorithms for Delaunay type three dimensional mesh generators,IEEE Transactions on magnetics, Vol 27，No 3，1991，(Kanaganathan，S.，Goldstein，N.，四個基于 Delaunay 類型的三維網(wǎng)格生成器的增加點算法的比較，第3期27卷，1991年。)中公開了該Delaimay三角剖分法。所述三次樣條曲線作為二維紙樣的邊界線是個通用的方法就是用三次方程生成通過控制頂點的曲線，使得二維紙樣的邊界光滑。McKinlay，S.，Levine, M.，Cubic SplineInterpoIation, Math45 :Linear Algebra (McKinlay, S. , Levine, M.，三次樣條曲線，線性方禾呈)網(wǎng)址:http//online, redwoods, cc. ca. us/instruct/darno 1 d/1 aprο j/ Fall98/SkvMeR/Proi. PDF 公開了該方法。7)將三維網(wǎng)格轉(zhuǎn)化為二維服裝紙樣；具體采用下述步驟獲得二維紙樣的a)將三維網(wǎng)格簡化生成多層三維網(wǎng)格，最初的那一層三維網(wǎng)格為初始三維網(wǎng)格；所述將三維網(wǎng)格簡化生成多層三維網(wǎng)格，網(wǎng)格簡化時采用網(wǎng)格頂點合并的方式， 即通過合并網(wǎng)格頂點的方法使三角網(wǎng)格變疏，當一個新的網(wǎng)格生成時，上一層網(wǎng)格的信息， 包括網(wǎng)格點的位置和索引值，會被映射到下一層中，以便于恢復(fù)初始的網(wǎng)格。根據(jù)初始網(wǎng)格的頂點數(shù)目多少，可以生成兩層或多層網(wǎng)格。在生成多層網(wǎng)格的過程中，如果當前層網(wǎng)格的頂點數(shù)少于200個時，便停止多層網(wǎng)格的生成。Hugues Hoppe, Progressive meshes, ACMSIGGRAPH, 2006. (Hugues Hoppe，漸進網(wǎng)格，國際圖形學(xué)會議 SIGGRAPH，2006 年.)中公開了該種網(wǎng)格簡化方法。b)取出頂點數(shù)最少的一層三維網(wǎng)格；c)取出該層三維網(wǎng)格中任意一個三角形，將該三角形不變形地放置到二維平面中，該三角形作為已經(jīng)展開的三角形；d)取出與已經(jīng)展開的三角形相鄰的所有三角形；e)用保持角度比例的方法計算與已經(jīng)展開的三角形相鄰的所有三角形的頂點在二維平面中的位置，獲得已展開的部分二維網(wǎng)格；保持角度比例的方法就是使二維平面中每個網(wǎng)格頂點相鄰三角形的角度比例與三維空間中的角度比例相同，而與該頂點相連的網(wǎng)格邊的長度保存不變。f)用質(zhì)點彈簧模型對已展開的部分二維網(wǎng)格進行迭代計算，調(diào)整已展開部分二維網(wǎng)格的頂點至最佳狀態(tài)，也就是將已展開的部分二維網(wǎng)格的頂點調(diào)整至處于變形能量最小的狀態(tài)，得到已展開的部分二維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；g)判斷該層三維網(wǎng)格是否都被展開，如果是，則獲得頂點數(shù)最少的一層三維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格，如果不是，則回到步驟d)直至整層三維網(wǎng)格都被展開，獲得網(wǎng)格頂點數(shù)最少一層三維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；

h)根據(jù)據(jù)多層三維網(wǎng)格的層次關(guān)系，依次生成上一層三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格，直到獲得原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；i)將原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格的邊界線擬合為三次樣條曲線，作為二維紙樣的邊界線，獲得所需的二維服裝紙樣；所述步驟h)獲得原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格的步驟如下①根據(jù)當前層三維網(wǎng)格與上一層三維網(wǎng)格的對應(yīng)關(guān)系，計算出上一層二維網(wǎng)格的網(wǎng)格頂點的位置。對上一層二維網(wǎng)格的每個網(wǎng)格頂點，它對應(yīng)于當前層二維網(wǎng)格的一個三角網(wǎng)格面。根據(jù)該點的重心坐標(U，v，w)可以直接計算出該頂點在二維平面中的位置，得到上一層三維網(wǎng)格對應(yīng)的二維網(wǎng)格。假設(shè)一個三角網(wǎng)格面的三個頂點位置為P1, P2, P3，根據(jù)重心坐標(u，V, W)計算網(wǎng)格頂點的在平面中位置P的公式為P = P1X u+P2 X v+P3 X w②用質(zhì)點彈簧模型迭代計算，調(diào)整上一層二維網(wǎng)格的網(wǎng)格頂點的位置，使得這些網(wǎng)格點處于能量最小的狀態(tài)，獲得上一層二維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格。③重復(fù)步驟①、②直到獲得原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格。所述步驟i)是按照下列步驟實現(xiàn)的①用頂點減少法和Douglas-Peucker法篩選原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格的邊界頂點，去除過密的邊界頂點；②篩選邊界頂點后，將剩下來的所有的邊界頂點作為控制頂點擬合為三次樣條曲線作為二維紙樣的邊界線，獲得所需的二維服裝紙樣。所述頂點減少法是對邊界線的初步處理，它根據(jù)頂點之間的距離，刪除距離過近的頂點。頂點減少法的詳細步驟算法如下a)確定閥值ε ；b)設(shè)置邊界線的第一個點為起始點；c)依次檢查相鄰的下一個點，如果當前點與前一個點的距離小于閥值時，舍棄當前點；當前點大于等于閥值時，記錄當前點，并將當前點設(shè)為新的起始點；d)反復(fù)進行步驟C)，直到最后一個點。所述Douglas-Peucker法可以進一步去掉對邊界線影響小的點，保留影響大的點，使得既能保證曲線的形狀符合邊界特征，又能減少不必要的控制頂點。該算法的步驟是a)確定一個閥值ε ；b)連接第一個和最后一個邊界網(wǎng)格頂點，兩點直接的連線稱為基準線，這兩個頂點為基準頂點對；c)計算這對基準頂點對之間的點到基準線的距離。如果有一個及一個以上的點到基準線的距離大于ε，將距離基準線最遠的點記為第η個點，刪除基準線，并將第一個點和第η個點記為基準頂點對，將第η個點和最后一個點記為基準頂點對；如果所有點到基準線的距離都小于等于ε，刪除基準頂點之間的所有點，只保留基準頂點對作為基準頂點對之間曲線的控制頂點。d)不斷重復(fù)步驟C)，直到所有點到它們的基準線的距離都小于等于ε。該算法在 Douglas, D. , Peucker, Τ. , Algorithm for the reduction of the number of points required to represent a digitized line or its caricature. The Canadian Cartographer, 10 (2), 112-122,1973. (Douglas, D.，Peucker，T.，減少頂點數(shù)的算法用于表示草圖和漫畫，加拿大制圖者雜志，第10期2卷，1973年)中已公開。步驟7)還可以采用下述步驟獲得二維紙樣的A)從三維網(wǎng)格中取出任意一個三角形，將該三角形不變形地放置到二維平面中， 該三角形作為已經(jīng)展開的三角形；B)取出與已經(jīng)展開的三角形相鄰的所有三角形，用保持角度比例的方法計算與已經(jīng)展開的三角形相鄰的所有三角形的頂點在二維平面中的位置，獲得已展開的部分二維網(wǎng)格；保持角度比例的方法就是使二維平面中每個網(wǎng)格頂點相鄰三角形的角度比例與三維空間中的角度比例相同，而與該頂點相連的網(wǎng)格邊的長度保存不變。C)用質(zhì)點彈簧模型對已展開的部分二維網(wǎng)格進行迭代計算，調(diào)整已展開部分二維網(wǎng)格的頂點至最佳狀態(tài)，也就是將已展開的部分二維網(wǎng)格的頂點調(diào)整至處于變形能量最小的狀態(tài)，得到已展開的部分二維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；所述質(zhì)點彈簧模型中，網(wǎng)格頂點被認為是具有質(zhì)量的質(zhì)點，網(wǎng)格邊被認為是拉伸彈簧，用來約束網(wǎng)格邊的拉伸或壓縮；共享一條邊的兩個相鄰的三角形之間有一根連接線，用來約束展開時三角形的變形，被稱為跨邊彈簧。作用在一根彈簧(其兩個端點為Pi和Pj)上的力用下面的方程表示
權(quán)利要求
1.一種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法，其特征在于包括下列步驟1)讀入一個用三角形網(wǎng)格表示的三維人體模型；2)根據(jù)三維人體模型生成一個三維服裝模型；3)生成三維服裝模型的輪廓線；4)修變輪廓線的形狀改變?nèi)S服裝模型的形狀；5)在三維服裝模型表面繪制縫合線，將三維服裝模型表面劃分為若干個區(qū)域，每個區(qū)域即為一個三維紙樣；6)選擇三維紙樣，生成與該三維紙樣相對應(yīng)的三維網(wǎng)格；7)將三維網(wǎng)格轉(zhuǎn)化為二維服裝紙樣；8)根據(jù)二維服裝紙樣和三維服裝模型的對應(yīng)關(guān)系設(shè)置二維服裝紙樣的縫合示意圖；9)根據(jù)紙樣的縫合關(guān)系，將二維服裝紙樣的邊界線重新離散為由長度均勻的直線段組成的多邊形；10)對二維服裝紙樣進行三角網(wǎng)格化；11)計算三角網(wǎng)格化后的二維服裝紙樣在三維空間中的位置，得到最終完善的三維服裝模型；12)模擬三維服裝的懸垂效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于步驟幻具體是采用下述步驟獲得三維服裝模型的輪廓線a)計算三維服裝模型的最高點和最低點；b)從最高點開始，計算一個切割水平面與三維服裝模型的相交線，即橫截面；c)計算橫截面的左右前后四個極值點；d)將切割水平面往下移動一段距離，然后重復(fù)步驟a)，b)和c)計算每個橫截面的左右前后極值點，直到切割水平面到達三維服裝模型的最低點；e)將所有的左極值點連接起來，并擬合為三次樣條曲線，作為三維服裝模型的左側(cè)根輪廓線；用同樣的方法，分別生成三維服裝模型右側(cè)，前面和后面的輪廓線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于上述步驟4)是采用下述步驟修改輪廓線的形狀改變?nèi)S服裝模型的形狀a)計算每一個服裝模型網(wǎng)格點與服裝模型輪廓線的相對位置，具體步驟如下①取出一個服裝模型的網(wǎng)格點，經(jīng)過該點做一個水平橫截面；②計算水平橫截面與服裝輪廓線的相交點，獲得前后左右四個交點；③計算網(wǎng)格點在輪廓線高度方向(Z方向)上的相對位置；④計算網(wǎng)格點在橫截面中水平與前后方向(X與Y方向)上與四個交點的相對位置；b)改變輪廓線的形狀后，根據(jù)網(wǎng)格點與輪廓線的相對位置，自動計算每一個網(wǎng)格點的新位置①根據(jù)網(wǎng)格點在輪廓線高度方向(Z方向)上的相對位置，計算網(wǎng)格點在高度方向上的新位置；②經(jīng)過新的高度位置做一個水平橫截面，然后計算水平橫截面與改變形狀后的服裝輪廓線的相交點，獲得前后左右四個交點；③根據(jù)網(wǎng)格點在橫截面中水平與前后方向(X與Y方向)上與四個交點的相對位置，計算網(wǎng)格點在水平橫截面中的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于步驟7)是采用下述步驟獲得二維紙樣的a)將三維網(wǎng)格簡化生成多層三維網(wǎng)格，最初的那一層三維網(wǎng)格為初始三維網(wǎng)格；b)取出頂點數(shù)最少的一層三維網(wǎng)格；c)取出該層三維網(wǎng)格中任意一個三角形，將該三角形不變形地放置到二維平面中，該三角形作為已經(jīng)展開的三角形；d)取出與已經(jīng)展開的三角形相鄰的所有三角形；e)用保持角度比例的方法計算與該三角形相鄰的所有三角形的頂點在二維平面中的位置，獲得已展開的部分二維網(wǎng)格；f)用質(zhì)點彈簧模型對已展開的部分二維網(wǎng)格進行迭代計算，調(diào)整已展開部分二維網(wǎng)格的頂點至最佳狀態(tài)，也就是將已展開的部分二維網(wǎng)格的頂點調(diào)整至處于變形能量最小的狀態(tài)，得到已展開的部分二維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；g)判斷該層三維網(wǎng)格是否都被展開，如果是，則獲得頂點數(shù)最少的一層三維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格，如果不是，則回到步驟d)直至整層三維網(wǎng)格都被展開，獲得網(wǎng)格頂點數(shù)最少一層三維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；h)根據(jù)據(jù)多層三維網(wǎng)格的層次關(guān)系，依次生成上一層三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格，直到獲得原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；i)將原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格的邊界線擬合為三次樣條曲線，作為二維紙樣的邊界線，獲得所需的二維服裝紙樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法，其特征在于所述步驟h)是采用下述步驟獲得原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格a)根據(jù)當前層三維網(wǎng)格與上一層三維網(wǎng)格的對應(yīng)關(guān)系，計算出上一層二維網(wǎng)格的網(wǎng)格頂點的位置；b)采用質(zhì)點彈簧模型迭代計算，調(diào)整上一層二維網(wǎng)格的網(wǎng)格頂點的位置，使得這些網(wǎng)格點處于能量最小的狀態(tài)，獲得到上一層二維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；c)重復(fù)步驟a)、b)直到獲得原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法，其特征在于所述步驟i)是采用下列步驟實現(xiàn)的a)用頂點減少法和Douglas-Peucker法篩選原始三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格的邊界頂點，去除過密的邊界頂點；b)篩選邊界頂點后，將剩下來的所有的邊界頂點作為控制頂點擬合為三次樣條曲線作為二維紙樣的邊界線，獲得所需的二維服裝紙樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于上述步驟7)是采用下述步驟獲得二維紙樣的a)從三維網(wǎng)格中取出任意一個三角形，將該三角形不變形地放置到二維平面中，該三角形作為已經(jīng)展開的三角形；b)取出與已經(jīng)展開的三角形相鄰的所有三角形，用保持角度比例的方法計算與已經(jīng)展開的三角形相鄰的所有三角形的頂點在二維平面中的位置，獲得已展開的部分二維網(wǎng)格；C)用質(zhì)點彈簧模型對已展開的部分二維網(wǎng)格進行迭代計算，調(diào)整已展開部分二維網(wǎng)格的頂點至最佳狀態(tài)，也就是將已展開的部分二維網(wǎng)格的頂點調(diào)整至處于變形能量最小的狀態(tài)，得到已展開的部分二維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；d)判斷三維網(wǎng)格是否都被展開，如果是，則獲得整個三維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格， 如果不是，則回到步驟b)直至整層三維網(wǎng)格都被展開，獲得整層三維網(wǎng)格的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格；e)將整層三維網(wǎng)格對應(yīng)的最佳狀態(tài)的二維網(wǎng)格的邊界線擬合為三次樣條曲線，作為二維紙樣的邊界線，獲得所需的二維服裝紙樣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于上述步驟6)是采用下列步驟獲得三維網(wǎng)格的a)查找到由多根所述縫合線組成的封閉的邊界環(huán)；b)查找所有三角形網(wǎng)格邊不與邊界環(huán)相交的內(nèi)部三角形；c)查找至少有一根三角網(wǎng)格邊與邊界環(huán)相交的三角形；d)取出與邊界環(huán)相交的三角形，將它們位于邊界環(huán)內(nèi)部的部分與邊界環(huán)組成多邊形， 將多于三條邊的多邊形剖分成三角形；e)最后將邊界環(huán)包含的所有三角形集合形成一個網(wǎng)格，即三維網(wǎng)格。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于上述步驟9)是采用下述步驟實現(xiàn)的a)設(shè)置離散直線段的長度；b)依次將每根邊界線離散為由長度均勻的直線段組成的邊界線i.對于一根不具縫合關(guān)系的邊界線，首先，計算離散點的數(shù)量，然后確定離散點的位置。離散點的數(shù)量等于這根邊界線的長度除以離散直線段的長度； .對于一根具有縫合關(guān)系的邊界線，分別計算該線及其對應(yīng)邊界線的的離散點數(shù)量， 將這兩個離散點數(shù)量進行平均作為它們的離散點數(shù)量，然后分別確定兩根邊界線的離散點位置。c)將所有離散后的邊界線按連接次序組成一個多邊形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計方法，其特征在于上述步驟11)是采用下列步驟實現(xiàn)的a)建立重新三角化后的網(wǎng)格與原始網(wǎng)格的對應(yīng)關(guān)系，即找到重新三角化后的網(wǎng)格上每個網(wǎng)格頂點所在的原始網(wǎng)格的三角形，并計算網(wǎng)格頂點在三角形上的重心坐標；b)根據(jù)重心坐標與三維原始紙樣計算新網(wǎng)格的頂點對應(yīng)的三維空間位置，得到用新網(wǎng)格表示的最終完善的三維服裝模型。
全文摘要
一種基于立體裁剪的三維服裝造型與紙樣設(shè)計方法，步驟為讀入一個用三角形網(wǎng)格表示的三維人體模型生成一個三維服裝模型；再生成三維服裝模型的輪廓線，修變輪廓線的形狀；然后在三維服裝模型表面繪制縫合線，將三維服裝模型表面劃分為若干個區(qū)域，每個區(qū)域即為一個三維紙樣；再選擇三維紙樣，生成與該三維紙樣相對應(yīng)的三維網(wǎng)格，將三維網(wǎng)格轉(zhuǎn)化為二維服裝紙樣，設(shè)置二維服裝紙樣的縫合示意圖；將二維服裝紙樣的邊界線重新離散為由長度均勻的直線段組成的多邊形，對二維服裝紙樣進行三角網(wǎng)格化；計算三角網(wǎng)格化后的二維服裝紙樣在三維空間中的位置，得到最終的三維服裝模型，最后模擬三維服裝的懸垂效果。該方法速度快，精度較高。
文檔編號G06T19/00GK102332180SQ201110312749
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月15日
發(fā)明者張東亮 申請人:杭州力孚信息科技有限公司