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试衣虚拟!网络化三维虚拟试衣技术的应用

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(中原工学院 河南郑州 451191)

摘 要:三维虚拟试衣技术从最初的一维静态模拟逐渐发展到如今的三维动态模拟,文章总结了网络化三维虚拟试衣的关键技术架构,并在此基础上探讨了网络化三维虚拟试衣在服装网购线上体验、个性化服装定制、品牌女装的开发方面的应用.最后针对三维虚拟试衣技术目前存在的不足进行展望.

关键词:三维;虚拟;模型;应用

中图分类号:TS941 文献标识码:B doi:10.3969/j.issn.1673-0968.2016.08.012

服装虚拟技术起源于20 世纪80 年代,它是通过三维人体测量取得人体数据,应用计算机识别技术、图形学原理等方法构建三维人体模型,把虚拟的服装“穿”到模型上并显示出着装立体效果,是基于虚拟现实和数字仿真技术的一种三维服装虚拟试穿技术.虚拟试衣作为新兴产业,成为国内外无数业内人士研究的热点.目前此项技术在国外的研究比较成熟,比较出名的有美国Gerber 公司与Browzwear 公司合作研发的AccuMarkV-Stitcher 系统、德国弗劳恩霍夫学会开发的三维虚拟试衣软件、瑞士日内瓦大学MIRALAB 实验室的服装仿真VLNET 系统、法国Lectra 的ModersV7、韩国CLO 的CLO 3D等.国内的虚拟试衣网站主要有face72、41go 和okbig,其中以“和炫试衣”为主要代表.[1]

1. 三维虚拟试衣技术的关键技术架构

三维虚拟试衣技术架构:首先要通过三维人体测量获得顾客的体型数据,再建立数字化试衣人体模型和服装模型,最后进行虚拟的三维试穿效果仿真.虚拟试衣的关键技术之一在于对人体和服装的建模.

人体模型是虚拟着装的主体.所以人体模型的尺寸和姿势在虚拟试穿展示中尤为重要.目前,三维人体模型主要有几何建模、软件建模、曲面建模以及基于三维扫描数据的建模4种方法.[2]几何建模是以几何信息和拓扑信息来建立三维人体的具体结构,是人体建模方面的重点研究方向.三维软件建模利用MAYA或3DS MAX等三维软件获得标准化的人体模型,不过需要专业人士的操作;不能满足个性化的需求;部分尺寸信息不精确.曲面建模是利用点、线、面之间的拓扑关系将人体分解成不同的曲面,因为无实体部分,所以不能进行剖面操作,主要有三角曲面法、B样条曲面法、散乱点插值法.[3]基于三维扫描仪的三维人体建模可以得到更精确的人体模型,但是设备昂贵,后期处理比较复杂,很难普遍使用,且用户体验感较差.

服装模型就是模拟出服装的形态和织物的物理性能,使它们看起来逼真.服装的建模通常采用混合法[2],也就是结合几何法和物理法,用几何法构造出织物的大致轮廓来模拟布料的外观外形,然后利用物理法精确定义织物中的网格结构,区分出不同服装的质感,最后利用弹簧质点模型对服装进行变形,从而获得逼真的模拟效果.服装模型通常为一个参考人的模型,通过一个拓扑独立的拟合方法,来实现服装模型的“分级”,也就是将三维服装模型拟合到个体模型.

服装模型和人体模型之间交互作用的主要方式就是衣物和人体之间的碰撞,所有虚拟试衣过程必须进行碰撞检测来避免衣服穿透人体这种不真实的情况出现.在三维虚拟试衣系统中,服装与人体的模型都是由网格模拟出来的,则服装与人体模型的碰撞就可以看成网格之间的碰撞.碰撞检测法主要分为空间分解算法和层次包围盒方法[3].

2. 三维虚拟试衣技术的应用

2.1 三维虚拟试衣技术在服装网购中的应用

三维虚拟试衣技术的应用涉及多方面,其中在服装电子商务方面的应用尤为重要和紧迫.随着互联网技术的发展和电脑的普及,网购已经成为人们生活中不可缺少的一部分,网购的便捷、商品种类齐全、价格便宜等优点使消费者更喜欢在网络上买东西.但是网购的无法试穿、虚假广告多、售后服务不好、不满意度高等问题使服装电子商务的发展遇到瓶颈.所以虚拟穿戴技术或许会是新的商机.

虚拟穿戴技术相比网购中的平面图片展示是一个大跨步,对于消费者而言,既可以足不出户,降低消费者的购物时间成本,又可以在虚拟的环境下体验到和在实体店一样的试穿服务,省去了物理试穿耗时的过程,同时清楚地知道衣服的质感,避免了买家秀与卖家秀差别很大的情况;对卖主而言,卖家只需要将服装“传进”虚拟试衣系统,省去了模特、摄影等一系列开销,更加人性化,提高了购物的满意度从而促进线上销售的不断增长[4].另外虚拟试衣也是一种功能广告来吸引购物人群.

天猫虚拟试衣间:AR Door虚拟试衣间

其实一些电商已经在尝试,大型网购平台如淘宝和京东已经计划推出“虚拟试衣间”,但由于“虚拟试衣”具有的技术难度,计划的进展不太乐观.在早已推出此项服务的平台,比如优衣库,用户也只能选择和自己体型相近的模特完成试衣,达不到预期的效果.而国外的虚拟试衣服务已经发展成熟.一些创业公司通过优化此项技术的动态效果和试穿环境模拟已获得多轮融资.由此证明,虚拟穿戴技术已经是未来的趋势.

2.2 三维虚拟试衣技术在个性化服装定制中的应用

随着现代人们对生活要求的提高以及对个性化的强调,服装的生产模式中也应势出现了批量定制的生产方式,又称单量单裁(MTM)[5],是针对个体消费者进行的服装生产.在服装领域,国外的研究较早并且处于领先地位,服装的个性化定制已经成为一种新的产业链并且成为发展潮流.近些年来,随着国内外的服装行业交流逐渐增多,我国的专家学者意识到数字化服装的重要性,在我国积极开展了电子化量身定制服装的研究,并借鉴国外的研究经验进行不断地自我创新和进步,从而加速我国数字化服装的发展.

单量单裁生产方式是在人体体型细分的基础上,制作相适应的服装样板,再运用现代化的加工设备及计算机技术,通过快速反应和高度合体性来实现服装的定制化与个性化的大规模生产.服装MTM系统的流程包括:对顾客进行三维人体测量;自动计算所测的数据并得到服装尺寸;根据系统的服装号型规格库进行归档;按照顾客要求选定服装款式和面料;从样板库中调出所需款式和相应号型规格的样板;修改并快速生成样板;进行排料和加工制造[6].而此系统的关键技术就是虚拟试衣平台的开发.

国内的几个大型服装企业已经开展了服装定制MTM业务,比如红领、新郎、青岛三美士等制作衬衫、西服的大型服装公司,虽然盈利不错,但是目前我国的服装MTM技术还处于起步阶段,仍存在不少技术上和管理上的问题.可是在此技术发展比较成熟并应用较多的美国,真实性、合体性等服用性能指标还是有缺陷,制约了MTM的可行性.另外,现在服装的大批量生产仍然是主流,个性化服装定制还没有普遍应用,只是针对少量客户.所以最基础的相关技术亟待更深入的研究与提高.

2.3 三维服装虚拟试衣技术在品牌女装产品开发系统中的应用

随着经济的发展,我国的服装市场一派繁荣.服装行业发展到今天,衣服的作用不仅在保暖御寒,还体现了地位、气质、个性、生活方式等.由于消费者经济水平及生活质量的提高,对服装的要求也越来越高.此外,随着服装行业竞争的加剧,产品同质化严重.因此如今的服装品牌想立足,必须实现产品的个性化及差异化.而三维虚拟试衣技术在其新产品开发中的应用,对企业建立快速反应机制,提高市场竞争力有着重要的影响.

目前中国女装品牌公司的关键环节就是产品开发系统.品牌女装的产品开发系统一般包括产品企划、产品款式设计与开发、样衣评审及订货会展销三个环节[7].三维虚拟试衣应用在产品开发和样衣评审环节,在虚拟的模特身上对新开发的服装进行试穿效果展示、碰撞检测和压力测试,对新开发服装的版型、工艺、色彩搭配及穿着舒适性等方面进行全面评价,并根据评价结果直接在三维虚拟服装上进行修改,修改后必须二次评价.这样的做法有效地验证了前期样板设计的合理性.这种开发模式与“样板→样衣→修改样板→样衣”低效率传统模式相比,大大缩短产品开发的周期,从而降低成本,提高了生产效率.

但是,三维虚拟试衣系统的导入成本较高,且需要熟练程度高的计算机人才,这些原因制约了三维虚拟试衣系统在品牌女装中的应用.不过这对于服装企业来说既是挑战,也是机遇.

3. 结语

虚拟试衣技术由之前的二维静态模拟逐渐发展到现在的三维动态、多层模拟,应用到电子商务、个性化服装定制、品牌女装的开发等方面,虽然满足了人们部分的需求,但目前还是存在一些未解决的问题.首先,数字化试衣的人体模型属于刚性人体,面部特征不够明显,体态、姿势受限制;虽然试穿后能看到三维动态效果,但是着装的舒适度及人们的心理感知无法获得,不能全面地进行评价.其次,面料的质感、悬垂性、褶皱等服装物理特征的仿真性不够.而且,三维人体建模需要人体大量精确的数据,在网络上容易暴露隐私.最后,三维虚拟试衣技术属于前沿的数字化技术,要想引入使用需要大量的人才及成本,所以此技术还没有得到普遍使用.

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三维虚拟试衣技术在虚拟人体模型的建立、织物的仿真、服装的虚拟缝合和动态展示等方面的研究已经有很大的突破,不过在真实感、实时性方面还达不到预期.随着国内外专家学者对此项技术更加深入的研究,相信三维虚拟试衣技术有更加广阔的应用前景.

参考文献:

[1]韩芳,李英琳.日趋实用化的三维虚拟服装设计与试衣系统[J].山东纺织经济,2015,(5):35-37.

[2]梁惠娥,张守用.虚拟三维服装展示技术的现状与发展趋势[J].纺织导报,2015,(3):71-73.

[3]吴义山,徐增波.虚拟试衣系统关键技术[J].丝绸,2014,51(12):24-29.

[4]周超,胥朝阳,余海丽.服装网购中三维虚拟试衣问题研究[J].服饰导刊,2013,(1):41-45.

[5]薛煜东.基于网络的服装定制MTM系统研究[D].天津:天津工业大学,2006.

[6]王楠楠,陈建伟.国内外服装MTM 的比较及国内应用现状分析[J].山东纺织经济,2010,(11):78-80.

[7]陈慧.浅谈三维服装虚拟试衣系统在品牌女装产品开发系统中的应用[J].山东纺织经济,2014,(5):36-38.

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