本文利用纺织与服装、计算机图形学等方面的技术,从研究三维人体模型出发,来实现不同光照、材质下具有真实感的三维着装形态仿真。同时开发了软件,用以实现人体建模和三维着装的模拟,从而能够多角度的观察各种款式服装着装后的效果,为下一步织物的悬垂模拟和人体运动时服装与人体的碰撞检测及服装的动态变形理论的研究打下了坚实的基础,是三维服装CAD走向实用化的前提。 重构三维人体,必须获得人体曲面的顶点信息。本文对获取人体曲面顶点信息的一般方法作了简单的介绍。由于条件的限制,不能通过测量直接获得,所以本文采用别人已经测量好的顶点数据。具体的说,就是利用专用的三维人体造型软件自带的人体模型,将其导出为3DS文件,再根据3DS文件的存储格式,利用计算机程序将文件中的有用的人体曲面的顶点信息提取出来。所以本文对3DS文件的相关格式也作了简单的介绍。 三维人体的建模方法很多,有线框建模、曲面建模、实体建模和基于物理的建模。本文根据服装CAD的应用特点,将三角剖分技术应用在人体曲面建模上。具体来讲,就是将人体曲面上众多的散乱数据点进行有效的三角剖分,利用小三角面片逼近曲面来重构人体模型。实现这一方法的关键就是对人体曲面上的散乱数据点进行有效的三角剖分。为了实现有效的三角剖分,采用了基于空间体的散乱数据点的三角剖分技术。应用这一技术的前提是空间散乱数据点较均匀的分布在一个无孔洞的曲面上,而整个人体的曲面是一个复杂的曲面,进行整体剖分会因为数据量大而增加运算量和复杂度。为了方便应用这一技术,根据人体的生理形态特征,将人体分成了很多部件,使每一个部件的表面都为无孔洞的凸曲面,然后以链表的形式将这些部件组织起来,遍历整个链表,应用基于空间体的散乱数据点的三角剖分技术,用一个个小三角形来逼近人体各部件的曲面,从而构建整个人体曲面。 服装造型是着装仿真的前提,是三维服装CAD走向实用化的关键。本文在重建三维人体的基础上,利用偏离值作用于人体曲面顶点法矢方向的方法来生成服装的造型点,然后再利用基于空间体的散乱数据点的三角剖分技术对离散的服装造型点进行三角剖分,从而构造出适合该人体的服装款式。为了后续显示和操作的方便,将服装也作为一个部件而链接到部件链表中。重画链表中的每一个部件的曲面,利用消隐技术,即可实现穿着的仿真。为了增强着装的真实感,采用纹理映射技术和光照模型理论来改变服装的材质和花型图案。 最后通过计算机程序建立的系统,可以实现更换服装款式、改变光照和材质以及模型的多角度展示。实验结果表明,应用以上方法可以较真实地反映三维着