基于最少量图像的三维着装重建

随着金融海啸的冲击，通过网络销售服装是服装行业拉动内需的可行方案之一。其中蕴含的核心科学命题是如何从最少量服装照片重建三维表面。传统的建模需从二维裁片的网格剖分到虚拟缝合与悬垂，加工过程繁琐，服装逼真度有限。而基于机器视觉的三维重建在算法上往往局限于一个纯粹几何的逼近，导致精度不高。因此，本项目从行业的实际需求出发，将两张服装照片看作是两个可变形的"元裁片"，将三维重建看作是其经过缝合悬垂后的产物。首先根据人体和服装间的形状空间，将前后两张元裁片经迭代碰撞成型，构造为服装基层。然后以约束流形投影的方式，对产生过度变形的质点的速度进行过滤，在视觉上生成正视投影与原始服装照片一致的三维服装。最后结合SFS方法，重建服装曲面上的褶皱，并与悬垂褶皱进行有理叠加，得到较为逼真的三维服装同构体。该方案作为不适定问题的基于物理建模的最优化逼近，所提出的三维服装重建技术对于该领域的探索具有很强的创新价值。

本项研究旨在解决如何从最少量服装照片重建三维服装表面，使得三维服装的建模过程能够服务于普通的电子商务环境。传统的建模需要从二维裁片的网格剖分到虚拟缝合与悬垂，虚拟服装本身的加工制作过程繁琐，服装逼真度有限。而基于机器视觉的三维重建在算法上往往局限于一个纯粹几何意义的逼近而在本质上缺乏物理内涵，导致精度不高。因此，本项目从行业的实际需求出发，提出将两张服装照片看作是两个可变形的“元裁片”，将三维重建看作是其经过缝合悬垂后的产物这样一条技术路线，分为三个部分的研究内容予以完成。首先根据人体和服装间的形状空间，将前后两张元裁片经迭代碰撞成型，构造为服装基层。然后以约束流形投影的方式，对产生过度变形的质点之速度进行过滤，在视觉上生成正视投影与原始服装照片一致的三维服装。最后结合SFS（Shape from Shading）的方法，重建服装曲面上的褶皱，并与悬垂褶皱进行有理叠加，得到较为逼真的三维服装同构体。我们开发了基于照片缝合的三维服装制作软件，试验了多种不同的织物风格和服装款式，探索了该方案在处理真实服装照片及手绘线服装设计方面的多种可行性。从我们项目完成的情况来看，上述研究目标均已完成。该方案作为不适定问题的基于物理建模的最优化逼近，所提出的三维服装重建技术对于该领域的探索具有很强的创新价值。