張劍鋒 楊瀟

摘要：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）是近年來(lái)興起的一種新型人機(jī)交互技術(shù)，它通過(guò)對(duì)物體目標(biāo)識(shí)別、動(dòng)態(tài)跟蹤和虛擬現(xiàn)實(shí)等多種技術(shù)的綜合運(yùn)用，可真正實(shí)現(xiàn)虛擬信息與真實(shí)環(huán)境的“無(wú)縫”融合，用以達(dá)到增強(qiáng)用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知能力。文章對(duì)AR體感互動(dòng)成像技術(shù)與紡織服裝定制系統(tǒng)的應(yīng)用研發(fā)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：AR技術(shù)；體感互動(dòng)成像技術(shù)；紡織服裝定制系統(tǒng)；人機(jī)交互技術(shù)；目標(biāo)識(shí)別；動(dòng)態(tài)跟蹤 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文章編號(hào)：1009-2374（2016）23-0019-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.008

1 概述

AR（Augmented Reality）技術(shù)即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，也就是擴(kuò)增現(xiàn)實(shí)。就是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)時(shí)間、空間范圍難以體驗(yàn)到的實(shí)體信息比如視覺(jué)、聲音、味道、觸覺(jué)等，通過(guò)科學(xué)方法的技術(shù)模擬仿真后再疊加到現(xiàn)實(shí)世界就可以被人類(lèi)感官所感知到，從而做到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。

目前在紡織服裝定制行業(yè)里，我們都還是采用幾千年來(lái)一直沿用的量體裁衣，打版制衣的傳統(tǒng)方式，所以服裝定制系統(tǒng)在大眾人群中并不能普遍實(shí)現(xiàn)，只有少部分富裕人群才能承受定制服裝帶來(lái)的消費(fèi)。假如價(jià)格低廉的紡織服裝定制系統(tǒng)出世之后，人們就可以根據(jù)不同的身材定制專(zhuān)屬自己獨(dú)一無(wú)二合身的衣服。

2 AR體感互動(dòng)成像技術(shù)的概述

2.1 概述

20世紀(jì)90年代末期，AR領(lǐng)域的學(xué)者們就開(kāi)始集會(huì)，在一系列召開(kāi)的和AR相關(guān)的國(guó)際會(huì)議上，其中包括AR工作會(huì)議（IWAR）、國(guó)際增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)研討會(huì)（ISAR）以及國(guó)際混合與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)會(huì)議（IsMAR）等，這些會(huì)議在很大程度上促進(jìn)了此研究的發(fā)展。在目前，國(guó)內(nèi)研究AR技術(shù)的單位有北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所、國(guó)防科技大學(xué)、上海大學(xué)等一系列大學(xué)，國(guó)內(nèi)對(duì)AR的研究仍然處于起步階段。

2.2 優(yōu)勢(shì)

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，從1995年到現(xiàn)在，涉及AR技術(shù)系統(tǒng)的專(zhuān)利就有100多篇，新公開(kāi)的美國(guó)公開(kāi)的專(zhuān)利US2002191003也有AR的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)，他們是用攝像機(jī)來(lái)定位物體位置并報(bào)告給相通的計(jì)算機(jī)來(lái)呈現(xiàn)圖像。

AR體感互動(dòng)成像技術(shù)功能強(qiáng)大，通過(guò)三維的人體數(shù)字掃描技術(shù)提供數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成成像，使掃描文件依據(jù)您的需求來(lái)控制大小、精細(xì)。這個(gè)完善的三維人體掃描成像軟件，通過(guò)其簡(jiǎn)便用戶界面，引導(dǎo)使用的人進(jìn)行掃描結(jié)果的編輯以及保存和重復(fù)使用，同時(shí)還可內(nèi)置到多個(gè)服裝設(shè)計(jì)CAD軟件中，使其更容易進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3 紡織服裝定制系統(tǒng)的發(fā)展前景

3.1 行業(yè)現(xiàn)狀

21世紀(jì)，紡織服裝業(yè)已進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，越來(lái)越多的人喜歡上了服裝私人定制。大批量定制的服裝會(huì)帶來(lái)很多的問(wèn)題，并不適合所有的人群，比如有的人肩膀特別寬、有的人啤酒肚特別大等，這樣的人群很難在商場(chǎng)里選擇到合適自己的衣服。所以現(xiàn)在我們急需一種依靠科技手段制造出的合適不同人群的、價(jià)格低廉的紡織服裝定制系統(tǒng)。

3.2 開(kāi)發(fā)模式

三維人體建模技術(shù)可以10～30秒鐘獲得人體上所有數(shù)據(jù)，根據(jù)參數(shù)制造出最合適的衣服，可應(yīng)用到量體裁衣、個(gè)性化服裝定制、三維試衣等不同的領(lǐng)域，結(jié)合G-ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線人體測(cè)量、服裝設(shè)計(jì)、制版、生產(chǎn)的一體化。

使用這些先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和高新技術(shù)，服裝生產(chǎn)企業(yè)就能加快服裝訂單承接及生產(chǎn)，增強(qiáng)樣衣研發(fā)能力，豐富產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加速新品上市，縮短生產(chǎn)加工周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，降低企業(yè)對(duì)人工技術(shù)的依賴性，大大提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，創(chuàng)造利潤(rùn)最大化。

3.3 發(fā)展方向

2013年，全國(guó)定制店鋪的數(shù)量是2012年的10倍；2014年，全國(guó)定制店鋪的數(shù)量是2013年的10倍；2015年，全國(guó)定制店鋪的數(shù)量是2014年的10倍；定制市場(chǎng)正以10倍速狂飆突進(jìn)。服裝私人定制就是未來(lái)服裝趨勢(shì)，但是目前國(guó)內(nèi)具備體感技術(shù)應(yīng)用研發(fā)的公司廖廖無(wú)幾。

4 AR體感互動(dòng)成像技術(shù)與紡織服裝定制系統(tǒng)的應(yīng)用研發(fā)

4.1 研發(fā)模式

本團(tuán)隊(duì)采用的是通過(guò)kinect掃描儀的3D采集捕捉技術(shù)實(shí)現(xiàn)AR體感互感成像并采集人體的數(shù)據(jù)。人體通過(guò)一圓盤(pán)的360度旋轉(zhuǎn)、kinect的升降來(lái)實(shí)現(xiàn)人體的全3D掃描，準(zhǔn)確捕捉到人體的各個(gè)方位數(shù)據(jù)。通過(guò)Mesh Viewer 3D軟件生成人體的全方位3D模型，然后把模型導(dǎo)入G-ERP服裝定制系統(tǒng)，如圖1所示：

圖1 服裝定制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本原理圖

在這個(gè)系統(tǒng)中有各式各樣的預(yù)先設(shè)定好的服飾模版（當(dāng)然也可按照客戶的特殊需求迅速制版），然后通過(guò)導(dǎo)入的模型自動(dòng)調(diào)整，生成最適合的衣服（褲子）尺寸。保證了衣服都合身、衣服的款式樣子微調(diào)、衣服的顏色、花邊、LOGO都滿足客戶的需求。實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)相應(yīng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)統(tǒng)一，達(dá)到系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，處理速度快、設(shè)計(jì)快捷，外形美觀、虛擬試穿測(cè)量好、能直觀性調(diào)整壓感、觸點(diǎn)讓服裝更合體的仿真效果，真正實(shí)現(xiàn)客戶的專(zhuān)屬定制，衣服的獨(dú)一無(wú)二。相比傳統(tǒng)的制衣模式，此技術(shù)省略了打板制衣所耗費(fèi)的材料，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)三維虛擬仿真試衣設(shè)計(jì)的進(jìn)一步研究，達(dá)到增強(qiáng)樣衣研發(fā)能力，豐富產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加速新品上市，縮短生產(chǎn)加工周期的效果。

本項(xiàng)目的特色就在于能通過(guò)AR體感互動(dòng)成像技術(shù)為紡織服裝定制系統(tǒng)提供完美的數(shù)據(jù)，具有無(wú)可比擬的便利性，并且通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)模式的結(jié)合，能讓這一技術(shù)迅速地被推廣并得到應(yīng)用。

在三維服裝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我們所用的軟件確定適用于三維立體設(shè)計(jì)的服裝造型，會(huì)自動(dòng)分析服裝設(shè)計(jì)的人體靜、動(dòng)態(tài)尺寸，這是此軟件強(qiáng)大的一個(gè)方面。同時(shí)在修改衣片、微調(diào)效果的情況下，G-ERP還能反饋三維曲面的二維展開(kāi)數(shù)據(jù)，就能有效地實(shí)現(xiàn)智能化，如圖2所示：

圖2 AR成像與服裝定制系統(tǒng)的研發(fā)技術(shù)原理圖

4.2 測(cè)量方法選擇

人體測(cè)量方法總分為三大類(lèi)：傳統(tǒng)的二維測(cè)量、接觸式三維測(cè)量?jī)x測(cè)量和非接觸三維自動(dòng)測(cè)量。二維手工測(cè)量方法太過(guò)粗略，并不能充分反映人體三維特征，不滿足三維人體建模數(shù)據(jù)要求；接觸式三維測(cè)量?jī)x測(cè)量的接觸測(cè)量時(shí)間很長(zhǎng)，會(huì)使被測(cè)人感到疲勞及窘迫，不利于三維系統(tǒng)對(duì)三維人體數(shù)據(jù)獲取和建模處理；而非接觸三維人體自動(dòng)測(cè)量是以現(xiàn)代光學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)融光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)成像學(xué)、信息處理學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等科學(xué)技術(shù)一體的三維測(cè)量技術(shù)。在這里我們就可以用AR體感成像技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸三維人體測(cè)量方法。

4.3 創(chuàng)新與優(yōu)勢(shì)

目前在國(guó)內(nèi)，甚至日本、韓國(guó)等世界領(lǐng)先的服裝潮流國(guó)家，都還沒(méi)有一款真正的、可以根據(jù)每個(gè)人身材的不同迅速能夠制衣的軟件問(wèn)世。而真正能做到獨(dú)一無(wú)二的服裝定制的機(jī)構(gòu)確實(shí)還在運(yùn)用最古老的打板制衣方式，這是我們大部分人群很難消費(fèi)得起的服裝定制方式。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有了不少進(jìn)步的影子，比如說(shuō)現(xiàn)在許多大商場(chǎng)里已經(jīng)推出了3D試衣鏡，但是這些軟件都是采用的貼片原理把衣服貼在人身上，更不用說(shuō)合身了。我可以預(yù)見(jiàn)，這套服裝定制系統(tǒng)的問(wèn)世將帶動(dòng)一個(gè)時(shí)代的服裝行業(yè)變革。

5 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)領(lǐng)域的三維試衣概念已出現(xiàn)一段時(shí)間，這一直是設(shè)計(jì)師們的夢(mèng)想。之前有些CAD開(kāi)發(fā)商也在做這方面的嘗試，但到目前為止，這些系統(tǒng)存在或多或少的不盡人意之處，但是畢竟代表了一種趨勢(shì)。而在近一年之中，就有上海的兩家公司推出了，系統(tǒng)比較完美的三維試衣軟件：一家是韓國(guó)的三維試衣軟件；另一家是微思三維服裝設(shè)計(jì)軟件Vstitcher。

我們有能力相信，我們的產(chǎn)品也必將不斷完善，在未來(lái)的五年或者十年之后，這樣的紡織服裝定制系統(tǒng)必將風(fēng)靡全球，讓每個(gè)人都能穿上獨(dú)一無(wú)二的定制DIY

服裝。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳國(guó)斌，李斌，閻驥洲.Kinect人機(jī)交互開(kāi)發(fā)實(shí)踐

[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[2] 王森.Kinect體感程序設(shè)計(jì)入門(mén)（使用C#和C++）

[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

[3] 余濤.Kinect應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)：用最自然的方式與機(jī)器對(duì)話[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[4] 陳維興，林小茶.C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教程（第三版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：張劍鋒（1993-），男，廣西樂(lè)業(yè)人，廣西民族大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科學(xué)生，研究方向：計(jì)算機(jī)CADS設(shè)計(jì)；楊瀟（1992-），男（布依族），貴州屏塘人，廣西民族大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科學(xué)生，研究方向：計(jì)算機(jī)CADS設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）