一种三维服装缝份效果的生成和渲染方法与流程

1.本发明属于三维服装设计领域，具体涉及一种三维服装缝份效果的生成和渲染方法。


背景技术：

2.服装设计cad从20世纪70年代起已经进入研究领域，目前该技术已经广泛的运用于各大小服装生成企业。而服装3d设计更能直观的让设计者获取所见即所得的效果，随着计算机软硬件的发展，针对服装的实时模拟仿真，更加逼真的反映出设计效果，甚至可以进行实时试穿、改款，更大限度的满足了设计需求，缩短了时间。
3.为了更好呈现出设计效果，细节的呈现就变的尤为重要，缝份效果对于最终呈现的效果起到重要的作用。3d服装模型是由一系列三角形网格连接而成，而真实世界中的服装因为缝合的作用会产生一些细小的褶皱，这些细小的褶皱很难通过三角形的网格面表示，因此需要通过通过图像的方式来呈现。
4.在实时渲染领域，法线贴图是一种能够很好表现物体表面细节的技术，可以使用法线贴图来表现服装布料的凹凸纹路，而对于真实封装缝份则可以通过叠加缝合处的褶皱进而产生缝合褶皱效果。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明提供一种三维服装缝份效果的生成和渲染方法，实现了在三维服装模型上得到真实的缝份褶皱效果。
6.技术方案：一种三维服装缝份效果的生成和渲染方法，包括以下步骤：
7.s1，导入或实时绘制二维服装设计样片；
8.s2，经过扫描样片的像素点，生成三维服装样片模型信息和二维服装闭合轮廓图；
9.s3，判断被检查图形的轮廓特征点是否完整且连续，若特征点完整且连续，再根据s2的闭合轮廓图计算法线图；
10.s4，根据衣服轮廓点闭合区域内像素点，并获取需要缝合处对应像素点的像素值；缝合样片，记录缝合处样片纹理坐标信息；
11.s5，根据缝合处样片纹理坐标信息把缝合处的褶皱信息叠加到s3的法线图上；法线图与原始样片的凹凸纹理进行融合；
12.s6，通过滤波器闭合环方法补全样片的边缘信息；先将目标样片分割出来；提取目标样片的边缘图；利用采集边界跟踪的方法对边缘图进行外轮廓提取；将外轮廓作为填充边界，并使用漫水填充方法，对边缘图的形状进行填充，得到填充后的法线图；
13.s7，针对边缘填充后的样片实时渲染，得到最终三维模型表面效果和缝份处效果。
14.具体地，所述s2中的闭合轮廓图采用灰度图表示，轮廓线之外和之内的像素采用不同的灰度表示。
15.具体地，所述s3中是根据灰度图来生成法线图，假设(i，j)是图像上的坐标，在s和
t方向，即水平方向和竖直方向，生成向量,其中h表示像素值：
16.s(i,j)＝《1,0,h(i+1,j)-h(i-1,j)》
17.t(i,j)＝《0,1,h(i,j+1)-h(i,j-1)》
18.那么(i,j)处的法线即为：
19.n(i,j)＝s(i,j)x t(i,j)/|s(i,j)x t(i,j)|。
20.具体地，所述s5中叠加褶皱效果，是根据缝合处纹理坐标信息，把褶皱效果替换成s3生成的法线图。
21.具体地，所述s6是两个法线的混合，由于法线其实存储的是矢量而不是颜色值，因此不能采用简单的颜色混合方法，采用偏导混合的方法：保留原衣片的法线图和新的叠加了褶皱效果的法线。
22.有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：
23.1、基于法线贴图和裁片的缝合信息进行模拟，实现了三维服装缝合处的明暗褶皱效果；
24.2、通过滤波器闭合环方法补全样片的边缘信息；使用漫水填充方法，对边缘图的形状进行填充，得到填充后的法线图，保证最后渲染后的图片是完整且连续拟合。
附图说明
25.图1为本发明实施例在三维服装模型上生成印花效果的方法的流程示意图；
26.图2为图1所示的s2生成的轮廓图；
27.图3为图1所示的s3生成的法线图；
28.图4为图1所示的s5中叠加褶皱后的法线图；
29.图5为图1所示的s7中生成无缝份实时渲染结果示意图；
30.图6为图1所示的s7中生成缝份实时渲染结果示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.一种三维服装缝份效果的生成和渲染方法，包括以下步骤：
33.s1，导入或实时绘制二维服装设计样片；
34.s2，经过扫描样片的像素点，生成三维服装样片模型信息和二维服装闭合轮廓图；闭合轮廓图采用灰度图表示，轮廓线之外和之内的像素采用不同的灰度表示；
35.s3，判断被检查图形的轮廓特征点是否完整且连续，若特征点完整且连续，再根据s2的闭合轮廓图计算法线图，根据灰度图来生成法线图，假设(i，j)是图像上的坐标，在s和t方向，即水平方向和竖直方向，生成向量,其中h表示像素值：
36.s(i,j)＝《1,0,h(i+1,j)-h(i-1,j)》
37.t(i,j)＝《0,1,h(i,j+1)-h(i,j-1)》
38.那么(i,j)处的法线即为：
39.n(i,j)＝s(i,j)x t(i,j)/|s(i,j)x t(i,j)|；
40.s4，根据衣服轮廓点闭合区域内像素点，并获取需要缝合处对应像素点的像素值；缝合样片，记录缝合处样片纹理坐标信息；
41.s5，根据缝合处样片纹理坐标信息把缝合处的褶皱信息叠加到s3的法线图上；法线图与原始样片的凹凸纹理进行融合；
42.s6，通过滤波器闭合环方法补全样片的边缘信息；先将目标样片分割出来；提取目标样片的边缘图；利用采集边界跟踪的方法对边缘图进行外轮廓提取；将外轮廓作为填充边界，并使用漫水填充方法，对边缘图的形状进行填充，得到填充后的法线图；
43.s7，针对边缘填充后的样片实时渲染，得到最终三维模型表面效果和缝份处效果。
44.上述s5中叠加褶皱效果，是根据缝合处纹理坐标信息，把褶皱效果替换成s3生成的法线图。
45.上述s6是两个法线的混合，由于法线其实存储的是矢量而不是颜色值，因此不能采用简单的颜色混合方法，采用偏导混合的方法：保留原衣片的法线图和新的叠加了褶皱效果的法线。
46.实施例1
47.以t恤衫的缝合为例，进行说明：
48.如图1所示，用户导入一个由设计师设计好的二维样片；
49.进行步骤s2，生成三维的衣片模型数据，并显示在三维软件窗口；三维衣片的数据包含必要的顶点法线纹理坐标等用于显示数据，同时关联相关其他内部数据。然后根据2d衣片轮廓处的纹理坐标系信息，生成2d轮廓图，轮廓线内外显示了不同的灰度值，结果如果图2所示。
50.进行步骤s3，s3根据s2的结果，采用基于纹理s、t方向灰度坐标，根据相邻灰度坐标计算每个像素点对应的法线，并存储结果如图3所示。
51.进行s4，使用缝合工具，选取两个二维进行缝合，产生缝份标记数据，此数据用于后续做缝份褶皱效果叠加。
52.进行s5，根据s4的结果，把事先准备的褶皱图，按照纹理坐标，沿着缝份进行褶皱图的替换，结果如图4所示。
53.进行s6，如果衣片渲染已经有法线，需要将s4生成的法线进行融合，保留了两个法线的细节，如果没有法线就使用s5生成的法线。
54.进行s7，使用s6得到的最终法线，进入实时渲染阶段。图5为无缝份效果图，图6为有缝份效果图。
55.本发明的方法包括导入或绘制2d服装裁片，生成3d服装模型；构建裁片的2d闭合轮廓图；根据2d闭合轮廓图的边界关系生成法线图；根据裁片间的缝合关系，合成缝份法线图；实时渲染利用法线图，最终得到缝份的渲染效果。本发明基于法线贴图和裁片的缝合信息进行模拟，实现了三维服装缝合处的明暗褶皱效果。
56.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。