專利名稱：一種虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)三維貼體衣片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的三維服裝CAD系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以在三維虛擬環(huán)境中直接設(shè)計(jì)出三維貼體服裝衣片。
背景技術(shù)：
綜觀國(guó)內(nèi)和國(guó)外的服裝CAD系統(tǒng)，其中絕大部分屬于平面服裝CAD系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都是根據(jù)服裝平面裁剪的原型計(jì)算公式來(lái)自動(dòng)設(shè)計(jì)服裝衣片，然后再將衣片虛擬縫合到計(jì)算機(jī)人體模型，觀察它的懸垂效果，目前更進(jìn)一步的工作著重于實(shí)現(xiàn)虛擬服裝的動(dòng)態(tài)懸垂效果。平面服裝CAD簡(jiǎn)單、靈活，具有一定的優(yōu)越性，但缺點(diǎn)是不夠直觀，要設(shè)計(jì)出合體美觀的衣片需要豐富的經(jīng)驗(yàn)。立體裁剪不是一門新學(xué)科或新技術(shù)，她有悠久的發(fā)展和應(yīng)用歷史。在服裝文化的發(fā)展史中，東方服飾與西方服飾發(fā)展的最大差異性之一就是東方服飾的平面特征較強(qiáng)，而西方服飾的立體特征鮮明，因此我國(guó)的服裝裁剪技術(shù)以平面方法為主，西方的服裝裁剪技術(shù)以立體方法為主。這些年來(lái)，我國(guó)的服裝裁剪技術(shù)受到西方的很大影響，以適應(yīng)日新月異的服裝款式變化。立體裁剪方法也就是在這么一個(gè)大環(huán)境下逐漸的走近我們的。本發(fā)明是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的三維交互手段，在計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中生成具有一定適體度的三維衣片，然后將三維衣片展開(kāi)成二維衣片，隨后將二維衣片輸出，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中用布料在人臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種最有效的模擬人在自然環(huán)境中視、聽(tīng)、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)。這種模擬具有“臨境感”(immersive)和“交互性”(interactive)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也將使傳統(tǒng)CAD技術(shù)發(fā)生革命性的變化，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)、飛機(jī)設(shè)計(jì)、虛擬廚房設(shè)計(jì)等方面都有應(yīng)用，并且國(guó)外已將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在了服裝CAD上，較有成果的主要有兩家一是英國(guó)Nottingham Trent University在1996年推出的VirtuOsi項(xiàng)目，據(jù)報(bào)道該項(xiàng)目的目標(biāo)是給設(shè)計(jì)者提供一組計(jì)算機(jī)工具使得設(shè)計(jì)者能在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中生成和展示服裝，它包括生成精確的有關(guān)節(jié)連接的人體和測(cè)量工具、各種織物類型的表達(dá)、衣片裁剪工具的模擬以及能在其中演示的討論服裝的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的生成；另外一家是法國(guó)力克(Lectra)公司在2000年推出的e-design、e-manufacturing、e-sales和LectraOnline項(xiàng)目[12-14]，其中e-design就是使設(shè)計(jì)者在虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)虛擬服裝(目前主要是服裝原型)、內(nèi)衣、手提袋和沙發(fā)。上述兩家只見(jiàn)到其介紹性的文章，具體的實(shí)現(xiàn)方法和思路并未涉及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)三維貼體衣片的方法，主要解決衣片平面設(shè)計(jì)不夠直觀的技術(shù)問(wèn)題，有利于實(shí)現(xiàn)服裝的立體裁剪。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)三維貼體衣片的方法，包括三維服裝CAD系統(tǒng)其特征是，具體步驟是①在虛擬環(huán)境中利用鼠標(biāo)和三維空間交互球選取并控制人體模型上的點(diǎn)；③將上述選取的點(diǎn)作為三維衣片邊界上的點(diǎn)，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，賦給三維衣片輪廓線的點(diǎn)、邊、衣片結(jié)構(gòu)；③利用插置的方法生成邊界內(nèi)的點(diǎn)，然后Delaunay三角化，生成衣片的三角面片，并將之演示出來(lái)。
該三維服裝CAD系統(tǒng)包括PC機(jī)、小型立體顯示觀察系統(tǒng)和三維空間交互球，其中小型立體顯示觀察系統(tǒng)包括高檔專業(yè)3D圖形加速器、紅外中央控制發(fā)射器、無(wú)線立體眼鏡，在該系統(tǒng)生成的的三維虛擬環(huán)境中，設(shè)計(jì)者引入美國(guó)TC2公司的三維人體測(cè)量系統(tǒng)的生成真實(shí)人體模型。
該插值方法是利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VR3800L提供的三維空間交互球(SPACEBALL)和鼠標(biāo)，獲得距離虛擬人體表面一定距離的一些點(diǎn)I(1-14)，把它們作為三維虛擬衣片邊界上的一些點(diǎn)和中心點(diǎn)，三維空間中的點(diǎn)，具有坐標(biāo)(xi，yi，zi，ki)，其中ki是點(diǎn)與人體的間距。對(duì)每一條邊，插值變量u(0-1)，v(0-1)x(u)＝x1+u(x2-x1)，x(u，v)＝x(u)+v*(xc-x(u))；y(u)＝y(tǒng)1+u(y2-y1)，y(u，v)＝y(tǒng)(u)+v*(yc-y(u))；z(u)＝z1+u(z2-z1)，z(u，v)＝z(u)+v*zc-z(u))；k(u)＝k1+u(k2-k1)，k(u，v)＝k(u)+v*(kc-k(u))；其中，(x1，y1，z1，k1)，(x2，y2，z2，k2)是每條邊的兩個(gè)端點(diǎn)；(xc，yc，zc，kc)是中心點(diǎn)；對(duì)于插值得到的每一個(gè)點(diǎn)，尋找人體模型上與它距離最近的點(diǎn)，計(jì)算 其中，(xi，yi，zi)是插值得到的點(diǎn)，(xmi，ymi，zmi)是模型上的點(diǎn)；下一步，假設(shè)人體表面是連續(xù)的，即(x，y)臨近的點(diǎn)的z坐標(biāo)相差很小，接著，用相應(yīng)的距離最小的人體模型上的點(diǎn)的z坐標(biāo)替換相應(yīng)的插值點(diǎn)z坐標(biāo)，再加上相應(yīng)的間距k，就得到了三維衣片內(nèi)的點(diǎn)，并且這是符合人體輪廓的具有一定空隙的衣片，這樣就得到衣內(nèi)各點(diǎn)的(xi，yi，zi，ki)。
對(duì)Delaunay三角化生成的三角衣片，去掉了位于三維衣片凹邊外的部分。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要有一下幾方面(1)開(kāi)發(fā)了一個(gè)三維衣片設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成1一套小型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(小型立體現(xiàn)實(shí)觀察系統(tǒng)和三維空間交互球)，在該系統(tǒng)生成的三維虛擬環(huán)境中，設(shè)計(jì)者可以引入由美國(guó)(TC2)公司的三維人體測(cè)量系統(tǒng)的生成真實(shí)的人體模型，在此基礎(chǔ)上自由設(shè)計(jì)三維衣片，該系統(tǒng)提供了一些交互手段，使設(shè)計(jì)者可以象在真實(shí)三維環(huán)境中設(shè)計(jì)衣片一樣，提供了直觀的設(shè)計(jì)效果，該系統(tǒng)是用VC++6.0和OpenGL開(kāi)發(fā)的。
(2)設(shè)計(jì)了一種新的插值方法，利用這種特定的方法，可以得到符合人體且具有一定空隙量的貼體三維衣片，具體方法請(qǐng)參照文中所述。
(3)對(duì)Delaunay三角化生成的三角衣片，進(jìn)行了改進(jìn)，去掉了位于三維衣片凹邊外的部分，從而得到了完全符合衣片設(shè)計(jì)輪廓的三維衣片。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面(1)開(kāi)發(fā)了一個(gè)三維衣片設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成1一套小型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(小型立體現(xiàn)實(shí)觀察系統(tǒng)和三維空間交互球)，在該系統(tǒng)生成的三維虛擬環(huán)境中，設(shè)計(jì)者可以引入由美國(guó)(TC2)公司的三維人體測(cè)量系統(tǒng)的生成真實(shí)的人體模型，在此基礎(chǔ)上自由設(shè)計(jì)三維衣片，該系統(tǒng)提供了一些交互手段，使設(shè)計(jì)者可以象在真實(shí)三維環(huán)境中設(shè)計(jì)衣片一樣，提供了直觀的設(shè)計(jì)效果，該系統(tǒng)是用VC++6.0和OpenGL開(kāi)發(fā)的。
(2)設(shè)計(jì)了一種新的插值方法，利用這種特定的方法，可以得到符合人體且具有一定空隙量的貼體三維衣片，具體方法請(qǐng)參照文中所述。
(3)對(duì)Delaunay三角化生成的三角衣片，進(jìn)行了改進(jìn)，去掉了位于三維衣片凹邊外的部分，從而得到了完全符合衣片設(shè)計(jì)輪廓的三維衣片。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是開(kāi)發(fā)的三維衣片設(shè)計(jì)系統(tǒng)的界面。
圖3-11是利用本發(fā)明的三維衣片的形成步驟。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明使用北京黎明公司提供的VR3800L系統(tǒng)，如圖1所示，它包括小型立體顯示觀察系統(tǒng)和三維空間交互球2。小型立體顯示觀察系統(tǒng)包括高檔專業(yè)3D圖形加速器(逐行立體加速顯示、VR專用)3、紅外中央控制發(fā)射器4、無(wú)線立體眼鏡5。利用三維空間交互球可以實(shí)現(xiàn)三維物體6自由度的空間交互，是一種真正的三維輸入設(shè)備，它能將微小的手指的壓力轉(zhuǎn)換成X、Y、Z方向的平移和旋轉(zhuǎn)量，同時(shí)實(shí)時(shí)的移動(dòng)3D圖像，這樣它就對(duì)圖形模型進(jìn)行了直觀的六個(gè)自由度的交互。
本發(fā)明中用到的人體模型是利用東華大學(xué)服裝學(xué)院從美國(guó)(TC2)公司引進(jìn)的三維人體測(cè)量系統(tǒng)來(lái)生成。該系統(tǒng)的原理是利用前后四個(gè)攝像頭同時(shí)采集到四幅人體不同方位的圖像，然后利用莫爾條紋干涉的方法計(jì)算出人體模型的三維點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，接著利用三維點(diǎn)陣數(shù)據(jù)進(jìn)行三角曲面擬合，得到三維人體模型，最后進(jìn)行尺寸提取操作，得到單位人體尺寸。
圖2是開(kāi)發(fā)的三維衣片設(shè)計(jì)系統(tǒng)的界面。
本發(fā)明中用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有四種，包括點(diǎn)結(jié)構(gòu)、邊結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)、三維衣片結(jié)構(gòu)，如下所示以上四個(gè)結(jié)構(gòu)是課題設(shè)計(jì)的衣片數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，利用鼠標(biāo)和三維空間交互球選取并控制人體模型上的點(diǎn)，將之作為三維衣片邊界上的點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)的相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，得到三維衣片輪廓線的點(diǎn)、邊、衣片結(jié)構(gòu)，接著利用插值的方法生成邊界內(nèi)的點(diǎn)，然后Delaunay三角化，生成衣片的三角面片，得到完整的衣片。
在生成三維衣片之前，首先得生成衣片的輪廓線。在實(shí)際工作中，常用的擬合曲線有三次參數(shù)樣條曲線、Bezier曲線、B樣條曲線等；所謂的曲線擬合是指在曲線設(shè)計(jì)過(guò)程中，用插值或逼近的方法使生成的曲線達(dá)到某些要求，如在允許的范圍內(nèi)貼近原始的型值點(diǎn)或控制點(diǎn)序列；如曲線看上去要“光滑”、“光順”等。Bezier曲線和B樣條曲線是以逼近為基礎(chǔ)的參數(shù)曲線，它們具有直觀和凸包性等優(yōu)點(diǎn)，但是它們一般不通過(guò)給定的特征多邊形，運(yùn)用重節(jié)點(diǎn)的方法僅能使它們通過(guò)個(gè)別的點(diǎn)，因此它們主要用于自由型曲線的設(shè)計(jì)，雖然通過(guò)使用它們的反算擬合方法[16-18]，也可以使它們通過(guò)給定的型值點(diǎn)，但畢竟繞了一個(gè)大彎子；本發(fā)明中用的三次樣條插值曲線，直接運(yùn)用了插值的方法使擬合曲線通過(guò)給定的型值點(diǎn)，并且滿足了曲線光滑的要求，可以很好的滿足需要。三維衣片輪廓線由直線和曲線組成，選取點(diǎn)并生成相應(yīng)衣片結(jié)構(gòu)是按照如下思路(1)若是邊由兩個(gè)點(diǎn)組成，則確定該邊是直線；(2)若是邊由多于兩個(gè)點(diǎn)組成，則確定該邊是曲線；對(duì)于直線，很顯然兩點(diǎn)確定一條直線；而對(duì)于曲線，系統(tǒng)中用的是三次樣條插值方法，通過(guò)它可以生成的上前衣片，邊界控制點(diǎn)有14個(gè){1，2，3，……14}；邊共有7條，分別是，line1{1 2}，line2{2 3}，line3{3 4 5 6}，line4{6 7}，line5{7 8 9 10}，line6{10 11}，line7{1112 13 1}，中心點(diǎn)是14。
注系統(tǒng)中可任一旋轉(zhuǎn)和平移模型和衣片，本文中選了三個(gè)角度。
如圖4所示，是系統(tǒng)生成的前裙片，邊界控制點(diǎn)有9個(gè){1，2，3，……，9}；邊共有5條，分別是，line1{1 2}，line2{2 3}，line3{3 4 5 6}，line4{6 7}，line5{7 8 9 1}，中心點(diǎn)是10。
在得到衣片的輪廓線后，再通過(guò)插值得到衣片內(nèi)的點(diǎn)。B.K Hinds和J.McCartney在1990、1992發(fā)表的兩篇文章中介紹了一種利用數(shù)字化儀實(shí)現(xiàn)三維交互，生成具有一定適體度三維衣片的方法。其具體過(guò)程是將數(shù)字化儀映射到計(jì)算機(jī)中三維人體表面，數(shù)字化儀上的移動(dòng)對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)中三維人體表面的移動(dòng)，另外提供一定的自由度，來(lái)確定距人臺(tái)表面的偏移量(定義為人體法面到人體外某點(diǎn)的距離，即服裝的合體度offset)。生成三維衣片時(shí)，首先確定具有一定偏移量的衣片邊線上的各點(diǎn)，運(yùn)用曲線擬合得到衣片的各邊曲線，然后運(yùn)用插值方法得到衣片內(nèi)各點(diǎn)的偏移量，進(jìn)行曲面擬合就得到了符合人體形狀的三維衣片。
結(jié)合系統(tǒng)的特定情況，發(fā)展了一種新的插值方法，通過(guò)它能獲得符合人體表面具有一定間距的衣片內(nèi)各點(diǎn)，從而根據(jù)這些點(diǎn)得到符合人體形狀的三維衣片，下面具體介紹一下這個(gè)算法利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VR3800L提供的三維空間交互球(SPACEBALL)和鼠標(biāo)，獲得距離虛擬人體表面一定距離的一些點(diǎn)I(1-14)，把它們作為三維虛擬衣片邊界上的一些點(diǎn)和中心點(diǎn)，如圖5所示。該插值方法是利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VR3800L提供的三維空間交互球(SPACEBALL)和鼠標(biāo)，獲得距離虛擬人體表面一定距離的一些點(diǎn)I(1-14)，把它們作為三維虛擬衣片邊界上的一些點(diǎn)和中心點(diǎn)，三維空間中的點(diǎn)，具有坐標(biāo)(xi，yi，zi，ki)，其中ki是點(diǎn)與人體的間距。如圖5所示，對(duì)每一條邊，插值變量u(0-1)，v(0-1)x(u)＝x1+u(x2-x1)，x(u，v)＝x(u)+v*(xc-x(u))；y(u)＝y(tǒng)1+u(y2-y1)，y(u，v)＝y(tǒng)(u)+v*(yc-y(u))；z(u)＝z1+u(z2-z1)，z(u，v)＝z(u)+v*zc-z(u))；
k(u)＝k1+u(k2-k1)，k(u，v)＝k(u)+v*(kc-k(u))；其中，(x1，y1，z1，k1)，(x2，y2，z2，k2)是每條邊的兩個(gè)端點(diǎn)；(xc，yc，zc，kc)是中心點(diǎn)；對(duì)于插值得到的每一個(gè)點(diǎn)，尋找人體模型上與它距離最近的點(diǎn)，計(jì)算 其中，(xi，yi，zi)是插值得到的點(diǎn)，(xmi，ymi，zmi)是模型上的點(diǎn)；下一步，假設(shè)人體表面是連續(xù)的，即(x，y)臨近的點(diǎn)的z坐標(biāo)相差很小，接著，用相應(yīng)的距離最小的人體模型上的點(diǎn)的z坐標(biāo)替換相應(yīng)的插值點(diǎn)的z坐標(biāo)，再加上相應(yīng)的間距k，就得到了三維衣片內(nèi)的點(diǎn)，并且這是符合人體輪廓的具有一定空隙的衣片，這樣就得到衣內(nèi)各點(diǎn)的(xi，yi，zi，ki)，如下圖6所示。
在通過(guò)插值得到衣片內(nèi)的點(diǎn)之后，將這些點(diǎn)Delaunay三角化，得到點(diǎn)之間的三角關(guān)系。Delaunay三角化是一種針對(duì)離散點(diǎn)三角化的方法，先介紹一下Voronoi圖一組幾何對(duì)象的Voronoi圖是將值域分成一系列區(qū)間，每個(gè)空間包含的點(diǎn)與某一個(gè)幾何對(duì)象的Voronoi圖是將值域分成一系列區(qū)間，每個(gè)空間包含的點(diǎn)與某一個(gè)幾何對(duì)象的距離小于其他的幾何對(duì)象，如圖7所示。給定一組平面點(diǎn)(1-10)，每個(gè)Voronoi多邊形內(nèi)的點(diǎn)與各個(gè)多邊形包含的平面點(diǎn)的距離小于與其它平面點(diǎn)的距離；Delaunay三角化得到的三角形，并且這些三角形的外接圓內(nèi)不包含給定的平面點(diǎn)，外接圓的圓心是Voronoi多邊形的頂點(diǎn)。
Delaunay三角化是對(duì)二維平面點(diǎn)的三角化，在系統(tǒng)中它是對(duì)三維插值點(diǎn)的(x，y)坐標(biāo)進(jìn)行插值化，相當(dāng)于對(duì)平面點(diǎn)(x，y)進(jìn)行三角化，得到它們的三角關(guān)系，即一系列的三角形，將這種三角關(guān)系應(yīng)用到三維點(diǎn)上，就得到了三維三角面片；如圖8所示圖左邊是插值得到的衣片各點(diǎn)，圖中間是未經(jīng)改進(jìn)的Delaunay三角化，由圖所示Delaunay三角化默認(rèn)對(duì)凸型區(qū)域進(jìn)行三角化，由圖所示Delaunay三角化得到的衣片有一部分位于衣片輪廓線之外，這是因?yàn)镈elaunay三角化默認(rèn)對(duì)凸型區(qū)域進(jìn)行三角化，因此對(duì)于衣片上凹邊，Delaunay三角化得到的三角形超出了邊界。為了得到完全符合衣片輪廓線的三角面，結(jié)合課題的實(shí)際情況，對(duì)Delaunay三角化得到的三角形做了一些改進(jìn)處理，去掉了衣片輪廓外的三角形；具體的判斷條件是如果三角形的三個(gè)頂點(diǎn)都位于衣片輪廓線上，則將此三角形去掉，圖8右面是改進(jìn)后得到的衣片三角面。
如圖9所示，是Delaunay三角化后得到的上前衣片；如圖10所示，是Delaunay三角化后得到的前裙片；如圖11所示，是Delaunay三角化后得到的后上衣片。
立體裁剪的優(yōu)勢(shì)在于能設(shè)計(jì)出對(duì)于平面裁剪來(lái)說(shuō)比較困難的款式，比如加上褶、波浪、垂蕩等式樣，只是目前的系統(tǒng)功能還無(wú)法實(shí)現(xiàn)；至于懸垂，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，也曾考慮過(guò)在衣片幾何模型的基礎(chǔ)上，生成衣片的粒子物理模型，從而得到懸垂的效果，這也是為什么用插值的方法得到衣片內(nèi)的點(diǎn)，然后三角化生成衣片，通過(guò)同樣的插值思想，也可以達(dá)到衣片矩形點(diǎn)陣，從而可以加上粒子模型，，因此系統(tǒng)后期是可以加入懸垂功能的，只是目前受時(shí)間和精力的約束，這部分工作還未展開(kāi)；至于款式的變化，完全可以通過(guò)邊界控制點(diǎn)來(lái)達(dá)到一定的要求，但該系統(tǒng)通過(guò)插值生成的是符合人體三維衣片，比較適合生成合體服裝，要生成寬松類的服裝，可能效果不大好，要換一種插值方法才能實(shí)現(xiàn)。
綜上所述，在虛擬環(huán)境中利用鼠標(biāo)和三維空間交互球選取并控制人體模型上的點(diǎn)，將之作為三維衣片邊界上的點(diǎn)，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，得到三維衣片輪廓線的點(diǎn)、邊、衣片結(jié)構(gòu)，接著利用特定的插值方法生成邊界內(nèi)的點(diǎn)，然后使用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的Delaunay三角化算法，得到了符合人體表面且具有一定空隙度的三維衣片，結(jié)果是令人鼓舞的。
權(quán)利要求
1.一種虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)三維貼體衣片的方法，具體步驟是①在虛擬環(huán)境中利用鼠標(biāo)和三維空間交互球選取并控制人體模型上的點(diǎn)；②將上述選取的點(diǎn)作為三維衣片邊界上的點(diǎn)，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，賦給三維衣片輪廓線的點(diǎn)、邊、衣片結(jié)構(gòu)；③利用插值的方法生成邊界內(nèi)的點(diǎn)，然后Delaunay三角化，生成衣片的三角面片，并將之演示出來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)三維貼體衣片的方法，其特征是該三維服裝CAD系統(tǒng)包括PC機(jī)(1)、小型立體顯示觀察系統(tǒng)和三維空間交互球(2)，其中小型立體顯示觀察系統(tǒng)包括高檔專業(yè)3D圖形加速器(3)、紅外中央控制發(fā)射器(4)、無(wú)線立體眼鏡(5)，在該系統(tǒng)生成的的三維虛擬環(huán)境中，設(shè)計(jì)者引入美國(guó)TC2公司的三維人體測(cè)量系統(tǒng)的生成真實(shí)人體模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)三維貼體衣片的方法，其特征是是利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VR3800L提供的三維空間交互球(SPACEBALL)和鼠標(biāo)，獲得距離虛擬人體表面一定距離的一些點(diǎn)I(1-14)，把它們作為三維虛擬衣片邊界上的一些點(diǎn)和中心點(diǎn)，三維空間中的點(diǎn)，具有坐標(biāo)(xi，yi，zi，ki)，其中ki是點(diǎn)與人體的間距。對(duì)每一條邊，插值變量u(0-1)，v(0-1)x(u)＝x1+u(x2-x1)，x(u，v)＝x(u)+v*(xc-x(u))；y(u)＝y(tǒng)1+u(y2-y1)，y(u，v)＝y(tǒng)(u)+v*(yc-y(u))；z(u)＝z1+u(z2-z1)，z(u，v)＝z(u)+v*zc-z(u))；k(u)＝k1+u(k2-k1)，k(u，v)＝k(u)+v*(kc-k(u))；其中，(x1，y1，z1，k1)，(x2，y2，z2，k2)是每條邊的兩個(gè)端點(diǎn)；(xc，yc，zc，kc)是中心點(diǎn)；對(duì)于插值得到的每一個(gè)點(diǎn)，尋找人體模型上與它距離最近的點(diǎn)，計(jì)算 其中，(xi，yi，zi)是插值得到的點(diǎn)，(xmi，ymi，zmi)是模型上的點(diǎn)；下一步，假設(shè)人體表面是連續(xù)的，即(x，y)臨近的點(diǎn)的z坐標(biāo)相差很小，接著，用相應(yīng)的距離最小的人體模型上的點(diǎn)的z坐標(biāo)替換相應(yīng)的插值點(diǎn)的z坐標(biāo)，再加上相應(yīng)的間距k，就得到了三維衣片內(nèi)的點(diǎn)，并且這是符合人體輪廓的具有一定空隙的衣片，這樣就得到衣內(nèi)各點(diǎn)的(xi，yi，zi，ki)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)三維貼體衣片的方法，其特征是對(duì)Delaunay三角化生成的三角衣片，去掉了位于三維衣片凹邊外的部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新的三維服裝CAD系統(tǒng)，它包括三維服裝CAD系統(tǒng)其特征是，具體步驟是①在虛擬環(huán)境中利用鼠標(biāo)和三維空間交互球選取并控制人體模型上的點(diǎn)；③將上述選取的點(diǎn)作為三維衣片邊界上的點(diǎn)，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，賦給三維衣片輪廓線的點(diǎn)、邊、衣片結(jié)構(gòu)；③利用插置的方法生成邊界內(nèi)的點(diǎn)，然后Delaunay三角化，生成衣片的三角面片，并將之演示出來(lái)。利用該系統(tǒng)可以在三維虛擬環(huán)境中直接設(shè)計(jì)出三維貼體服裝衣片。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1540555SQ20031010815
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者陸永良, 李汝勤, 馮毅力, 張瑞云, 紀(jì)峰 申請(qǐng)人:東華大學(xué)