陜西國際商貿(mào)學(xué)院信息工程學(xué)院 白瑞 楊涵登 周元皓 王云環(huán) 吳萌

隨著人民經(jīng)濟(jì)水平的不斷上升以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,人們的生活節(jié)奏隨之也在不斷地加快,人們更愿意花費(fèi)較多的時(shí)間進(jìn)行線上購物,線下購物的時(shí)間明顯減少,并且人們在網(wǎng)絡(luò)搜尋自己的心儀之物已成為當(dāng)下大數(shù)人,物別是女性同胞的生活日常。本項(xiàng)目研究內(nèi)容是,人們在網(wǎng)上購買服裝時(shí),以一種虛擬的試衣間(一種軟件系統(tǒng))來感知自己購買的服裝的試穿效果,從而避免因服裝有適合自身?xiàng)l件而出現(xiàn)的退貨現(xiàn)象。虛擬試衣間(系統(tǒng))通過采集消費(fèi)者照片或視頻,獲取自身材、發(fā)型、配飾等數(shù)據(jù),與不同的服裝進(jìn)行搭配。消費(fèi)者依據(jù)感官體驗(yàn)做出取舍,建立信心,以消除消費(fèi)者擔(dān)心所購服裝不合適自身?xiàng)l件的心理。虛擬試間(系統(tǒng))根據(jù)消費(fèi)者購置服裝時(shí)的心里需求,利用OpenCV、OpenGL、3D、VirTools Max等工具軟件,設(shè)計(jì)一種基于網(wǎng)絡(luò)的三維虛擬試衣系統(tǒng)。

1 概述

隨著我國全面進(jìn)入小康社會(huì),城鎮(zhèn)居民生活水平普遍提高,即居民擁有了顯著改善的經(jīng)濟(jì)條件、享受著優(yōu)越的生活環(huán)境,進(jìn)而在購物時(shí)會(huì)更加注重自身的消費(fèi)體驗(yàn)。人們在購置服裝時(shí),更趨向于既要適合自身身體條件,又時(shí)尚前衛(wèi),同時(shí)具有一定的檔次,以展示自己的氣質(zhì)。

目前市面上虛擬三維試衣產(chǎn)品有很多,但能呈現(xiàn)較好試衣效果的產(chǎn)品不多,部分產(chǎn)品在線上有一定的應(yīng)用,線下無法完成體驗(yàn)。這里需研究和解決諸多問題,以增強(qiáng)產(chǎn)品的消費(fèi)者體驗(yàn),發(fā)揮其在實(shí)際應(yīng)用中效用。人工智能、計(jì)算機(jī)視覺、5G通信、圖像識別、深度學(xué)習(xí)等相關(guān)技術(shù)的成熟和發(fā)展,使得打通線上、線下的虛擬試衣勢成為可能。虛擬試衣必將對服裝行業(yè)產(chǎn)生較深遠(yuǎn)的影響,在提高線上服裝銷售成功率的同時(shí),提升消費(fèi)者的購物體驗(yàn)。

1.1 目的和意義

對于當(dāng)下社會(huì)環(huán)境中的主體勞動(dòng)者,工作強(qiáng)度大、工作時(shí)間長,空閑時(shí)間碎片化,要求花在購物時(shí)試穿次數(shù)盡可能少,以節(jié)省購物的時(shí)間,虛擬試衣技術(shù)出現(xiàn),可完美滿足購物者的這一需求。本項(xiàng)目的意義以傳統(tǒng)試衣為基礎(chǔ),使用信息技術(shù)和圖像圖形處理,設(shè)計(jì)一種虛擬試衣解決方案。該方案能夠改善市面上一些方案用戶體驗(yàn)和節(jié)省消費(fèi)者的試衣時(shí)間,同時(shí),系統(tǒng)提供的服飾彩色搭配自動(dòng)評價(jià)模型,可以提升消費(fèi)者的購物體驗(yàn)。其意義如下:

(1)虛擬三維試衣間可使消費(fèi)者以一種身臨其境的方式體驗(yàn)購物過程的樂趣,它將虛擬試衣與服飾色彩搭配功能集成在同一個(gè)場景中,方便消費(fèi)者在同一場景中通過鼠標(biāo)地進(jìn)行操作,避免了在不同場景中的切換,同款式不同色彩搭配的服飾效果,建立消費(fèi)者一次試穿基礎(chǔ)之上。系統(tǒng)提供試穿效果圖保存功能,供消費(fèi)者線下瀏覽,同時(shí),自動(dòng)評價(jià)功能會(huì)對消費(fèi)者對所穿服飾搭配進(jìn)行打分評價(jià)。(2)該虛擬試衣間(系統(tǒng))可幫助服裝銷售企業(yè)提高服裝銷售過程中服務(wù)品質(zhì),激發(fā)消費(fèi)者的購買欲。企業(yè)在為消費(fèi)者在虛擬試衣的參與過程中,提供一種全新的試衣體驗(yàn)。并附以更加人性化的服務(wù),最終達(dá)到提高客流量和銷售量的雙重目標(biāo)。

以此提出一套基于三維空間的虛擬穿衣系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包含以下幾個(gè)工作:用戶選擇試穿的衣服、獲取人物輪廓線、三維人體建模、三維服裝、動(dòng)畫模擬以及視頻的合成。

1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢

1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

服裝銷售網(wǎng)站的現(xiàn)實(shí)情況中服裝以平面模特照片為主,娛樂性較強(qiáng),款式較少[1],利用虛擬視覺軟件向廣大消費(fèi)者提供虛擬試穿服務(wù)已成為一種趨勢[2]。受制于硬件和軟件的限制,這一服務(wù)大多以宣傳為主,距真正走向廣泛應(yīng)用,為消費(fèi)者提供體驗(yàn),還需在技術(shù)上有所突破。

(1)虛擬試衣鏡。一種比較可行的解決方案可使用微游戲主機(jī)Xbox360設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的試衣鏡應(yīng)用,用戶的各種姿勢和手勢可被Xbox360捕獲和識別,通過中央處理器預(yù)處理后傳送給Xbox360主機(jī),以實(shí)現(xiàn)用戶的按需分配動(dòng)作與游戲進(jìn)行互動(dòng)[3]。在微軟Kinect體感周邊設(shè)備的加持下,將導(dǎo)入的動(dòng)態(tài)捕捉、影像識別等信息接入到一個(gè)稱為鏡子的視頻屏幕上。Kinect攝像頭跟隨消費(fèi)者移動(dòng)軌跡,顯示試衣者的360度影像,在消費(fèi)者不轉(zhuǎn)身的情況下,展示其背面減半效果。(2)第一個(gè)真有現(xiàn)實(shí)意義上的服裝設(shè)計(jì)和虛擬試衣環(huán)境是瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)MIRA Lab實(shí)驗(yàn)室基于硬件技術(shù)建立的[4],即VLNET服裝仿真系統(tǒng),功能強(qiáng)大。它依賴于頭嵌入頭盔中的顯示器、耳機(jī)和數(shù)字手套等硬件設(shè)備,通過安裝在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)服裝軟件的控制下,建立起非常可信的結(jié)合視覺、聽覺與觸覺的虛擬世界,給消費(fèi)者一種真實(shí)的生活體驗(yàn)。

1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)服裝購物網(wǎng)站的服裝展示與國外情形大致相同,以服裝圖片為主,并配以文字描述[1],鮮有使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。隨著通信帶寬的提高,一些購物網(wǎng)站向消費(fèi)者推出了一種二維試衣系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件提供了不同款式、不同風(fēng)格的服裝,平面模特在這個(gè)“試衣間”中自由搭配不同款式的服裝,便于消費(fèi)者了解該服裝的視覺效果。該類試衣系統(tǒng)具有天然的不足之處,消費(fèi)者無法根據(jù)模特身上的著裝視覺效果和簡略的服裝款式適用體型特征說明,判斷服裝是否適合自身的身體參數(shù)和著裝效果。尺寸來確定合適的著裝尺寸,與國外相同網(wǎng)站相比,差距明顯。

(1)華堂科技虛擬試衣系統(tǒng)。華堂科技虛擬試衣系統(tǒng)集人體感應(yīng)技術(shù)、圖像采集技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)字顯示技術(shù)、多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等于一體,通過高清攝像頭實(shí)時(shí)捕捉現(xiàn)場影像,結(jié)合體感探測裝置將服裝的2D圖片或3D模型疊加到顧客的影像上,實(shí)現(xiàn)虛擬服裝與真實(shí)顧客身形的完美融合[5]。消費(fèi)者只需站在圖像采集設(shè)備前,就可以看到自己真實(shí)3D試衣效果。該系統(tǒng)科技感很強(qiáng),消費(fèi)者的認(rèn)可度高,試衣體驗(yàn)顯著。(2)奧獅科技人工智能虛擬試衣系統(tǒng)。人工智能虛擬試衣系統(tǒng)采用先進(jìn)構(gòu)架設(shè)計(jì)研發(fā),借助人工智能、人臉識別、人臉美顏、AI頭像更換和數(shù)據(jù)匹配技術(shù)構(gòu)建一個(gè)具有虛擬試穿、服裝在線試穿、真人試衣等功能的買雙方互動(dòng)平臺[6],為消費(fèi)者提供了在線服裝模擬試穿功能,有效解決了尺碼不合適、服裝版型、服裝試穿等問題。通過輸入個(gè)人身材數(shù)據(jù),打造1∶1仿真試衣間,為個(gè)人和企業(yè)構(gòu)建AI線上試衣新體驗(yàn)。(3)森動(dòng)數(shù)碼科技3D互動(dòng)虛擬試衣間。3D互動(dòng)虛擬試衣間是杭州森動(dòng)數(shù)碼科技有限公司針對服裝市場,量身訂制出的3D體驗(yàn)式虛擬試衣系統(tǒng)設(shè)備[7-8]。消費(fèi)者面對特殊設(shè)計(jì)的大屏,通過森動(dòng)識別合成技術(shù),虛擬的各款3D服裝便能非常自然、貼身地穿在身上,以簡單手勢動(dòng)作便可輕易替換出不同的服裝造型。系統(tǒng)旨在為服裝消費(fèi)者提供具有高科技、十分良好的試衣購物體驗(yàn),節(jié)省消費(fèi)者的時(shí)間成本。

2 項(xiàng)目研究內(nèi)容和技術(shù)

2.1 項(xiàng)目研究內(nèi)容

項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容,在基于消費(fèi)者個(gè)性化著裝需求的基礎(chǔ)上,使用多媒體(圖像的和視頻的)和信息處理技術(shù),研究虛擬試衣方法,并對虛擬試衣方法進(jìn)行構(gòu)建,以模擬用戶的現(xiàn)實(shí)著裝體驗(yàn)[9]。包括:

(1)構(gòu)建虛擬試間(系統(tǒng))的硬件環(huán)境。構(gòu)建硬件環(huán)境是為了將消費(fèi)者身體數(shù)據(jù)、試穿記錄和效果進(jìn)行記錄和長期保存,便于消費(fèi)者回看試穿效果和后續(xù)的虛擬試衣。(2)虛擬試衣方法研究。包括服裝顏色的替換和人臉、膚色的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)兩個(gè)方面。(3)自動(dòng)評價(jià)和研究服飾色彩搭配,對用戶試穿的服飾色彩搭配給出合理性建議。采用多媒體處理技術(shù),得出主觀評價(jià)方法。(4)設(shè)計(jì)虛擬試衣間(系統(tǒng))。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)中使用的關(guān)鍵技術(shù)包括角色模型重建和服裝生成和處理[10],角色模型重建是試衣間的第一步,構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的試衣體驗(yàn)。

角色模型重建技術(shù)之一是人體參數(shù)化,即將人體數(shù)字化,構(gòu)建三維人體模型,以方便系統(tǒng)對模型進(jìn)行移位、旋轉(zhuǎn)、調(diào)節(jié),避免比例失調(diào)和畫面沖突。人體參可參閱文獻(xiàn)[11-12];其二是基于單張照片的人臉重建。重建人臉,可使用戶產(chǎn)生角色認(rèn)同感,提高用戶的試衣體驗(yàn)[13]。人臉重建算法包括人臉貼圖重建和人臉幾何重建。

虛擬試衣的重點(diǎn)是服裝生成與處理,即服裝模型仿真,包括布料模擬和服裝渲染,這些方法和討論見文獻(xiàn)[14-16]。方法包括自動(dòng)化服裝蒙皮和穿透問題處理。自動(dòng)化服裝蒙皮過程包括人體姿勢模型加載,經(jīng)多次迭代校正后輸出。服裝穿透處理可先通過模型標(biāo)準(zhǔn)方法實(shí)現(xiàn)服裝與人體模型之間的粗配準(zhǔn)備,再經(jīng)一種歷史信息無頭的穿透方法進(jìn)行修復(fù),最后將服裝網(wǎng)絡(luò)綁定到人體網(wǎng)絡(luò)上[17]。

2.3 技術(shù)難點(diǎn)

(1)建立虛擬人體化三維,虛擬建立對進(jìn)行人體模型,依據(jù)人體各部分的比例關(guān)系,獲取消費(fèi)者的身高、上肢長度、肩峰至頭頂高度、胸圍、腰圍、后腰高、臀圍、膝圍、踝圍和腳掌周長等決定性的身體數(shù)據(jù)作為參數(shù),建立人體模型。人體幾何特征參數(shù)一經(jīng)測量確定,采用人體工程學(xué)的原理,對主要造型特征進(jìn)行相應(yīng)的修正,使其滿足新的尺寸要求。直接創(chuàng)建法和模型重建法是常用的兩類建模方法[18],兩種方法均具有一定的局限性,直接創(chuàng)建法的局限性表現(xiàn)在需要專業(yè)人員或者昂貴的硬件支持,要求較高;模型重建法局限性表現(xiàn)在算法復(fù)雜且實(shí)時(shí)性差,受限于人體形態(tài)的復(fù)雜性,簡單的線性縮放難以實(shí)現(xiàn)。(2)根據(jù)物理建模方式,應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量方程模擬出布料的懸垂感、折皺感,構(gòu)造出三維虛擬服裝,使用幾何建模方式,將服裝附著在人體模型表面,在三維空間內(nèi)呈現(xiàn)服裝的形面、面料的不同穿著效果。(3)信息準(zhǔn)確快速設(shè)定與虛擬中縫縫合,虛擬中縫縫合研究中存在的問題大多集中在縫合信息設(shè)定不準(zhǔn)確、需用戶高度參與、自動(dòng)化程度低等問題上,縫合信息設(shè)定大多需要用戶使用專門的交互軟件進(jìn)行[18]。

3 結(jié)語

虛擬試衣間(系統(tǒng))所用技術(shù)在科研層面取得了大量成果,基于此技術(shù)的虛擬試衣間(系統(tǒng))也通過互聯(lián)網(wǎng)在某些品牌服裝上得以應(yīng)用,借助于人工智能、數(shù)據(jù)爬蟲等技術(shù)的數(shù)據(jù)推薦功能,極大增加了用戶的購物體驗(yàn)。

本文主要介紹了虛擬試衣間(系統(tǒng))的現(xiàn)狀、內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)技術(shù)和存在的一些技術(shù)難點(diǎn),但隨著技術(shù)的進(jìn)步、開發(fā)工具及外圍設(shè)備的智能化、快速建模算法的突破,虛擬試衣間(系統(tǒng))會(huì)給用戶提供更接近自身身體數(shù)據(jù)三維數(shù)據(jù)模型和逼真的場景展示。

引用

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