網(wǎng)上虛擬試衣系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)【文獻綜述】

畢業(yè)設(shè)計文獻綜述計算機科學(xué)與技術(shù)網(wǎng)上虛擬試衣系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)一、前言部分服裝行業(yè)在信息時代， 進入了一個前所未有的信息化、 網(wǎng)絡(luò)化的過程。在人類的生產(chǎn)方式，生活觀念，以及認識理解能力發(fā)生變化時，服裝設(shè)計也開始了一場巨大而深刻的變革，并產(chǎn)生了一種新型的服裝設(shè)計理念一服裝虛擬設(shè)計。 這是藝術(shù)與技術(shù)的有機結(jié)合， 技術(shù)與情感的相互促進，也是信息時代下服裝設(shè)計的發(fā)展趨勢 ［1］。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展普及和基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)上電子商務(wù)的繁榮， 服裝的網(wǎng)絡(luò)銷售也迅速升溫，但目前網(wǎng)上服裝銷售網(wǎng)站上的服裝大多是貼的服裝圖片及模特穿著服裝的照片， 用戶購買時不能和在實體店購買服飾時一樣進行試穿，無法真實感受到自己穿上衣服的三維模樣。同樣對于大多數(shù)的女性來說， 逛街買衣服也是一大樂事， 但要從琳瑯滿目的商品中挑選出符合自己要求的衣服，并一件件試穿著實麻煩。遠不如網(wǎng)上服裝店來的輕松，你只需要輸入你所想要的類型，各種款式便映入眼簾， 你可以足不出戶就能買到自己喜歡的衣服， 并能“貨比三家不上當(dāng)”的買到最低價的商品。于是，網(wǎng)上服裝店受到越來越多人的親睞。然而，隨著網(wǎng)上購物的日益普及，也出現(xiàn)了一些問題。這其中出現(xiàn)的一個最普遍的問題就是，不合適的搭配，劣質(zhì)的懸垂，或是穿在身上不愉快的感覺，又或是對服裝的實際顏色感到驚訝。顧客對這些因素的不滿給在線銷售商造成了退貨和虧損的局面。 最后導(dǎo)致了一個持續(xù)的高產(chǎn)品退回率［2］。據(jù)調(diào)查，1999年全球在網(wǎng)上購買衣服的金額達到十億美元，但退貨率卻高達40%,主要問題在于人們體型和感覺的差異極大。另有調(diào)查顯示，用戶怯于在網(wǎng)上購衣的原因中，85%是因為不能試穿，買了容易后悔 網(wǎng)?；谶@些問題，消費者便希望能夠在購物的同時，看到衣服穿在自己身上的效果。于是，便產(chǎn)生了網(wǎng)上虛擬試衣系統(tǒng)。計算機通訊和互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展使虛擬設(shè)計的概念浮出水面。虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR-VirtualReality源自美國學(xué)者享有“計算機圖形學(xué)之父”美譽的伊凡?蘇澤蘭特 (IvanEdwardSutherland)1965年發(fā)表的論文“終極的顯示“，其大膽的設(shè)想：在計算機屏幕這個觀察窗口中可以看見一個虛擬世界 ［4］。網(wǎng)上虛擬試衣技術(shù)采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和多種工具軟件，突破了常規(guī)試衣系統(tǒng)的許多限制，提供了更為豐富的人機交互手段。通過用戶的人工選擇，模擬現(xiàn)實生活中逛商店一樣,使得用戶可以實現(xiàn)“逛”虛擬購物場景，選擇虛擬服飾和進行虛擬試衣，而且可以重復(fù)多次。用戶可以按自己的特點，在系統(tǒng)的引導(dǎo)下，設(shè)計一位與自己模樣、膚色、發(fā)型、身體特征、高度、體重等相同或相近的模特，進而建立一個屬于自己的虛擬人體模型， 就可以用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中所有已建立好的虛擬服裝，來為自己試穿服裝，進行搭配。當(dāng)找到滿意的服裝組合，還可以操作人體模型向不同方向旋轉(zhuǎn)， 做些簡單的動作，以便人們從不同角度觀察服裝穿著效果，更加真實體驗自己在現(xiàn)實中穿著的模樣。 系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶的搭配，給出建設(shè)性的意見，提高用戶服裝搭配經(jīng)驗⑼。二、主題部分（一）歷史背景二十一世紀(jì)服裝業(yè)面臨從傳統(tǒng)勞動密集型向信息和高科技型的轉(zhuǎn)變， 入世后的服裝企業(yè)更加面臨全球性的機遇和挑戰(zhàn)。 隨著信息網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)不斷發(fā)展， 網(wǎng)絡(luò)成為了我們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠帧Ｐ畔⒒鐣粋€明顯的特征就是信息的變化速度加快， 網(wǎng)絡(luò)己成為服裝信息一種嶄新的傳播方式，服裝作為信息的載體，流行周期也明顯變短?，F(xiàn)在消費者穿著服裝和對服裝的要求已不再單純的掩身護體和保暖， 也不再是僅僅局限在合體和美觀。 現(xiàn)代人們追求多樣化和個性化，要求服裝美化形象，要得到個性的宣泄、自我的滿足與人性的張揚，更加注重的是穿出個人風(fēng)格和心靈釋放⑹。信息文明時代的文化內(nèi)涵與發(fā)展趨勢另一個重要的特征， 就是以人為本。虛擬試衣就是為滿足現(xiàn)代服裝消費者追求個性化要求， 應(yīng)運而生的一種新型的服裝設(shè)計理念。 虛擬服裝試衣是一種虛擬真實模擬，通過網(wǎng)站向用戶提供模擬人體和大量的服裝款式， 用戶能建立符合自己的人體模型，并根據(jù)自己的喜好挑選滿意的服裝， 服裝款式設(shè)計更多地由用戶自己來決定。（二）網(wǎng)上虛擬試衣系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r最早推出網(wǎng)絡(luò)試衣間服務(wù)的是美國的 H&M公司。登錄進入該公司網(wǎng)頁，選擇“試衣間”，不用考慮紐扣，拉鏈和具體尺寸等細節(jié)，消費者只需選擇一位標(biāo)準(zhǔn)模特， 或自創(chuàng)一位類似于自己體型的模特，并選擇模特的膚色、發(fā)型、身體特征、高度、體重，以及眼睛顏色、鼻子、嘴唇等，之后注冊進入“我的模特”，一旦注冊得到確認，就可以用所有 H&M銷售的服裝包括泳裝、成衣和小裝飾品為模特進行搭配。 消費者在試衣間找到滿意的組合后， 即可進入“你的衣柜”，隨后將衣柜中的組合打印出來，便可帶到商場直接購買。如今，在現(xiàn)代服裝工業(yè)最發(fā)達的美國和日本， 網(wǎng)上虛擬服裝試衣的模式已有了一定的發(fā)展。美國一家叫雙子星的圖像公司，早在 2001年就已開發(fā)出能夠得到顧客的精確身材尺寸的身體掃描儀，并在紐約、華盛頓和洛杉磯等城市安置了50間體形掃描亭，消費者進入后，掃描得到的人體尺寸數(shù)據(jù)被傳到互聯(lián)網(wǎng)上， 存儲在一個數(shù)據(jù)庫里，方便隨時根據(jù)用戶的尺寸來進行設(shè)計。而另一家著名的服裝公司更是斥資 2500萬美元，在美國14個城市設(shè)立了“電子裁縫”試衣亭，消費者進入后換上緊身衣接受掃描，全過程僅需 15秒，數(shù)據(jù)跟公司網(wǎng)站相連，網(wǎng)站設(shè)計了一個虛擬試衣系統(tǒng)，用戶可以選擇自己的虛擬模特，穿上公司各種衣服，觀察效果，立刻就可以選購到合適自己的服裝。日本東芝公司已研制成功電腦試衣系統(tǒng)， 系統(tǒng)能在屏幕上顯示用戶的三維形象， 模擬一些簡單的肢體動作，這樣產(chǎn)品不但可以放在服裝店里用于改進服裝銷售方式， 愛美的用戶還可以將其購買回家，每天根據(jù)試衣系統(tǒng)里搭配出來的服飾進行穿著， 更能起到快速搭配的效果。目前，國內(nèi)外試衣系統(tǒng)都還不夠成熟，這個領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間，也很有研究價值?，F(xiàn)有系統(tǒng)大多是平面的，有的是直接把服裝的平面貼圖移動覆蓋到模特的平面照片， 用戶在進行這種虛擬試衣時，無法全方位多角度地審視服裝穿在模特身上的效果， 也就不能對服裝的真實特性有很好的把握，常常達不到理想的試衣效果。例如：（1）淘寶為代表，沒有試衣過程，買家通過瀏覽服飾的實物圖片或穿在特定模特身上的效果來確定購買對象。 （2）以QQ秀為代表，有某種意義上的試衣過程。用戶進行試衣時，只需點擊服飾目標(biāo)，服飾便自動穿戴到QQ模特身上， 然后Q幣支付購買。但這種模式中的虛擬模特頭像比較卡通， 跟真人不相符合，服飾也是非現(xiàn)實中的，缺乏交互性， 可觀賞的角度單一。（3）還有一種是服裝企業(yè)網(wǎng)站，只有真實模特穿著服裝展示，不能試衣。但模特兒的身材與平常人相差很大，用戶也無法體會到自己穿上的效果。（三）目前主要的網(wǎng)上試衣系統(tǒng).二維網(wǎng)絡(luò)試衣系統(tǒng)該系統(tǒng)國內(nèi)使用較多（如拍拍、 Face72）,這種系統(tǒng)操作相對簡單，對服裝產(chǎn)品數(shù)字化的處理過程也比較容易， 適合缺少專業(yè)人員的小型服裝企業(yè)。 但是，二維系統(tǒng)只能平面展現(xiàn)服裝產(chǎn)品，還不能完整體現(xiàn)產(chǎn)品的立體視覺，在展示效果上很受限制。.數(shù)字化圖片模式的3D網(wǎng)絡(luò)試衣系統(tǒng)該系統(tǒng)是通過多角度拍攝服裝產(chǎn)品圖片， 再通過3D拼接技術(shù)，實現(xiàn)在試衣模特上的360度立體展示。這種模式，能夠最大程度利用服裝企業(yè)現(xiàn)有的資源， 又能夠最直觀和真實地展TOC\o"1-5"\h\z現(xiàn)產(chǎn)品的全面信息。只是由于需要圖片數(shù)量比較大， 圖片處理的工作量也相對增加很多。 另外，由于只能使用固定的人體模特或者假人模特， 展示的適應(yīng)度稍差。不過對于對試衣效果感興趣的顧客來說，看到服裝的真實搭配效果才是最主要的目的。 因此可以說，目前數(shù)字化圖片模式的3D網(wǎng)絡(luò)試衣系統(tǒng)，是性價比最高的選擇 [7]。.全數(shù)字化模式的3D試衣系統(tǒng)該系統(tǒng)是數(shù)字化用戶身材數(shù)據(jù)，建立能夠大體吻合用戶真實形態(tài)的電子模特， 并按照電子模特的身材特征套穿選中的服裝產(chǎn)品， 當(dāng)然，這些服裝也是被數(shù)據(jù)化的。 應(yīng)該說，全數(shù)字化的試衣系統(tǒng)會是未來的完美系統(tǒng)，因為它能夠最大程度真實反映用戶的試穿效果。不過，就目前來說，這種技術(shù)要么不完善，要么造價驚人 回。（四）虛擬試衣間的技術(shù)現(xiàn)狀及瓶頸虛擬試衣系統(tǒng)包括以下幾個組成部分： 一是試衣者人體尺寸的獲得；二是根據(jù)試衣者人體尺寸，建立三維人體模型；三是服裝款式白選擇；四是三維服裝試穿效果展示 [9]。要構(gòu)建三維人體模型，觀看三維服裝試穿效果，就需要掌握服裝三維 CAD技術(shù)。服裝三維CAD有別于二維CAD的地方在于：它是在三維人體測量建立起的人體數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上，通過對模型的交互式三維立體設(shè)計，然后生成二維的服裝樣片。它主要解決人體三維尺寸模型的建立及局部修改，三維服裝原型設(shè)計，三維服裝覆蓋及濃淡處理， 三維服裝效果顯示特別是動態(tài)顯示和三維服裝與二維衣片的可逆轉(zhuǎn)換等問題 [10]。三維服裝CAD的基礎(chǔ)是三維人體測量，主要包括人體數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，獲取人體幾何參數(shù)數(shù)據(jù)建立人體模型，并結(jié)合虛擬技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)試穿和展示的效果?，F(xiàn)在國外的一些產(chǎn)品已基本能實現(xiàn)三維服裝穿著， 搭配設(shè)計和修改，可以反映服裝穿著運動舒適性的動畫效果， 還能模擬不同布料的三維懸垂效果， 實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)等功能。其中美國、日本、瑞士等國家研究開發(fā)的三維服裝 CAD軟件比較先進，如美國CDI公司推出的CONCEPT3/艮裝設(shè)計系統(tǒng)、法國力克公司的 3D系統(tǒng)、美國格伯公司的AM-EE-SW3D系統(tǒng)、加拿大PAD公司的3D系統(tǒng)，日本東洋紡織公司的 3D系統(tǒng)等都有比較強大的功能。我國是服裝大國，但在服裝的先進技術(shù)方面起步較晚。 國內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究雖已取得初步進展，實現(xiàn)了仿三維CAD設(shè)計，但與國外的技術(shù)水平還有較大距離。近年來只有香港科技、北京長峰科技公司、北京服裝學(xué)院、中山大學(xué)、杭州愛科公司和深圳盈寧公司等開始了服裝三維覆蓋模式款式試衣系統(tǒng)的開發(fā)，且僅有部分軟件進入了商品化階段 ［11］。（五）新一代服裝電子商務(wù)虛擬展示平臺根據(jù)我國服裝CA跟術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平，結(jié)合電子商務(wù)發(fā)展的趨勢，業(yè)內(nèi)人士提出了開發(fā)新一代服裝電子商務(wù)虛擬展示平臺的構(gòu)想， 意在爭取在現(xiàn)有服裝CAW術(shù)基礎(chǔ)上，融合電子商務(wù)技術(shù)，打造集產(chǎn)品展示、網(wǎng)絡(luò)銷售、在線試衣、虛擬動態(tài)效果演示、物流配送、售后服務(wù)于一體的新型電子商務(wù)平臺，加快個性化服裝電子商務(wù)的發(fā)展。在該框架下，主要的關(guān)鍵技術(shù)有如下三個方面：.個性化三維人體模型生產(chǎn)技術(shù)。 包含了編輯的所有必要功能， 能處理各種輸入數(shù)據(jù)，以此建立人體模型，對模型可以做幾何變換。同時也可以上傳或使用數(shù)碼攝像頭獲取自己的頭像，將二維圖片轉(zhuǎn)換成三維逼真的個人頭像模型 ”］,再輸入相應(yīng)的三圍等參數(shù)，形成個性化的個人人體模型，為方便下一步動態(tài)演示做準(zhǔn)備。.動態(tài)演示虛擬技術(shù)。生成服裝并可以動態(tài)修改服裝屬性和參數(shù)。提供服裝展示用的場景編輯器，可生成T型臺、三維建筑場景、自然景觀等［13］。采用游戲引擎的技術(shù)演示服裝效果，并可以錄制播放。這里重點要解決的是面料皺感、衣服垂感、發(fā)絲飄逸感等技術(shù)問題。.在線著衣技術(shù)。根據(jù)人體模型及服裝和所輸入的相應(yīng)參數(shù)，進行著裝，體現(xiàn)試穿效果，顯示合體程度，以及哪些面片需要修改。系統(tǒng)提供足夠繁多的款式庫， 用戶可從中選擇自己喜歡的服裝款式。使用攝像頭或數(shù)字相機拍攝多個角度的全身照片可通過網(wǎng)絡(luò)提交給試衣系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的照片，用基于圖像的人體模型重構(gòu)方法對照片進行目標(biāo)提取和跟蹤，生成和用戶的身體數(shù)據(jù)類似的虛擬人體模型， 然后用戶就可以從試衣系統(tǒng)中觀察自己試穿服裝的效果，查看各個側(cè)面的展示效果 ［14］。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，隨著技術(shù)發(fā)展，最快在五年內(nèi)， 有望實現(xiàn)網(wǎng)上試衣精確匹配，網(wǎng)購時裝屆時將無所顧忌。這些能讓試衣系統(tǒng)像 3D游戲一樣更好玩、更真實［15］。（六）發(fā)展方向網(wǎng)上虛擬試衣系統(tǒng)的應(yīng)該利用三維人體掃描儀得到消費者的體型數(shù)據(jù)， 并以此為依據(jù)利用三維人體建模技術(shù)建立消費者的三維人體模特， 最后再把三維模擬服裝“穿”到該虛擬模特身上，主要涉及人體測量、三維人體建模、 三維模擬服裝三個方面的研究。.人體測量利用三維人體掃描儀獲得三維人體掃描數(shù)據(jù)， 它是一種精確的人體測量方法， 它同時運用了現(xiàn)代光學(xué)、光電子學(xué)、計算機圖像學(xué)、信息處理、計算機視覺等科學(xué)技術(shù)，是在測量中把被測者的圖像當(dāng)作檢測或傳遞信息的手段或載體加以利用，然后從圖像中提取有用的信息。.三維人體建模服裝人體建模使用以下四種方法建模： 基于特征的服裝人體曲面建模； 參數(shù)化的曲面建模；多面體建模：以網(wǎng)格邊界線為連續(xù)條件的三維人體建模。.三維模擬服裝三維服裝模擬應(yīng)該達到的目標(biāo)是服裝三維建模， 這包括服裝的幾何建模與物理建模， 然后將虛擬懸垂到人體模型上，觀察它的動態(tài)懸垂效果，并能與顧客進行一定的交互。三、總結(jié)部分衣食住行是生活的必需品，服裝作為一種傳統(tǒng)零售業(yè)，傳統(tǒng)的購買方式是“買衣先試穿”。中國人受傳統(tǒng)思想“眼見為實，耳聽為虛’ ’的觀念束縛至深，用戶總要先經(jīng)過親身試穿、觸摸面料等來確定服裝的款式、型號、風(fēng)格等是否與自己的氣質(zhì)、膚色、體型等相稱。而網(wǎng)上虛擬試衣的出現(xiàn)，將發(fā)展和更新了人們傳統(tǒng)的試衣觀念和服裝銷售方式， 同時帶來了相當(dāng)便利。我們通過分析、理解、明確服裝用戶購衣過程中的試衣心理， 完全按照服裝用戶的實際需求來設(shè)計的。站在用戶角度去思考，他們需要什么樣的網(wǎng)絡(luò)試衣系統(tǒng)： 第一要保證實現(xiàn)與虛擬的差別小，用戶有真實感；第二要服裝品質(zhì)有保證，讓人買得放心；第三是品種的豐富多樣性，可供用戶挑選余地越大越好，讓用戶在購買過程中有種成就感。在這次網(wǎng)絡(luò)試衣設(shè)計過程中，遵循以人為本的原則。針對用戶感覺虛擬人體模型沒有歸屬感的問題，根據(jù)人體與服裝穿著結(jié)合的特點， 運用先進的技術(shù)和方法，提出建立個性化人體的建模方案，從人體尺寸數(shù)據(jù)、膚色、頭部等重要方面入手，使用戶設(shè)置出一個與自己現(xiàn)實相一致的人模，打消用戶無法真實投入的心理，真正做到量體試衣。網(wǎng)上虛擬試衣提供的是一個虛擬的市場，服裝的真實再現(xiàn)是另一個需要解決的關(guān)鍵問題。具體從服裝穿著狀態(tài)、織物質(zhì)感、服裝動態(tài)展示、服裝分類、服裝穿著場景幾個方面來分析和設(shè)計，切實讓用戶感受到實實在在的服裝品質(zhì)，做到與實地試衣無差別。網(wǎng)上虛擬試衣應(yīng)該是今后網(wǎng)絡(luò)服裝銷售的發(fā)展方向與要求， 相信隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為服裝的網(wǎng)絡(luò)試衣創(chuàng)造更好的條件， 虛擬服裝試衣模式將日趨成熟。 服裝網(wǎng)絡(luò)試衣必然會成為信息社會重要的服裝銷售模式， 促進服裝企業(yè)進一步發(fā)展， 也會對紡織服裝行業(yè)的發(fā)展起著巨大的推動作用。四、參考文獻[1]徐麗敏.服裝虛擬設(shè)計[J].信息時代發(fā)展之趨勢，2008,(7):20-25[2]Cordier,F.&HyewomS.&NadiaMagnenat-Thalmamm.Made-to-MeasureTechnologiesforanonlineclothingstore[J].IEEEComputerGraphicsandApplications,2003,23(1):38-48[3]譚煌.網(wǎng)絡(luò)虛擬服裝試衣系統(tǒng)分析和設(shè)計 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