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随着虚拟现实技术的迅速发展,三维人体建模及变形技术已经被广泛应用于人们的生产、生活当中。其中,三维服装CAD做为一种新兴的服装设计模式,是三维虚拟人的重要应用领域之一。本文基于服装CAD的设计要求,探讨了三维人体建模与变形技术在系统中的实现过程,为进一步的服装造型、裁片展开等实现过程提供了设计基础。 用于服装设计的各种人体模型及实际人体是本文的研究对象,将这些实际的人体模型转换为系统可识别的数据模型,是实现三维人体建模的基础。本文第二章分别介绍了研究中所涉及的几种人体模型,通过三维扫描系统获取这些模型的扫描数据,表示为三角网格模型,并以指定的文件格式保存。服装CAD系统读入包含扫描人体数据的文件,经过坐标调整、人体类型判定、特征识别等数据预处理过程,得到具有正确特征信息的扫描人体模型。 然而此时系统中的扫描人体数据还只是以三角网格形式连接的散乱数据点集,不利于人体模型的变形及服装造型等操作的实现。因此,本文研究中三维人体建模的目的就是将扫描人体模型转换为具有规则网格结构的三维人体模型。本文在已有算法的基础上,结合服装CAD的设计要求,提出了一种基于截面环求取的三维人体建模技术。论文第三章详细阐述了模型重建的整个过程,包括基于扫描人体的表面重建、表面光滑处理、特征线的生成及编辑等。重建后的人体模型保持了原有模型的表面特征,并去除模型表面上的噪音,具有更好的表面质量。与原始模型相比,能够极大地提高人体变形及服装造型等处理过程的计算效率。 为了拓展服装CAD的设计功能,提高其完善性,研究还涉及了对三维人体模型的变形处理。第四章内容在三维人体尺寸提取的基础上,介绍了应用于系统的三种人体模型变形方法。其中尺寸驱动的变形方法与标准模板驱动的插值变形方法是以改变人体模型特征尺寸为目标的,属于人体模型的静态变形;而关节点驱动的人体模型变形能够实现人体模型的运动模拟,属于动态变形方法。文中分别描述了这三种变形方法的算法思想、处理流程等。 基于上述研究工作,论文第五章简要介绍了服装CAD系统LookStailorX的系统框架及研究流程,并展示了上述研究工作在该系统中的应用及结果。 最后,在第六章总结了本文的研究工作,并从技术上和应用上展望了该项目课题研究的发展前景。