基于unity3D開(kāi)發(fā)引擎的虛擬試衣間的設(shè)計(jì)

摘 要：虛擬試衣這個(gè)概念很早就提出，但是受著各種硬軟件的限制，它的發(fā)展比較緩慢，隨著科技的不斷進(jìn)步，國(guó)際上有不少公司實(shí)現(xiàn)了三維掃面建立人體掃描模型，再進(jìn)行虛擬試衣，但基于碰撞檢測(cè)環(huán)境和數(shù)據(jù)庫(kù)的局限，它的研發(fā)對(duì)象只是針對(duì)專業(yè)的服裝設(shè)計(jì)師，并沒(méi)有對(duì)廣大的電商平臺(tái)的客戶開(kāi)放。目前越來(lái)越多的公司也看中了虛擬試衣的商機(jī)，試圖以電商平臺(tái)做支撐，開(kāi)發(fā)可以對(duì)廣大客戶開(kāi)放的的3D虛擬試衣軟件。本項(xiàng)目基于unity3D開(kāi)發(fā)引擎，利用其絢麗多彩的渲染技術(shù)、定向靈活的動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)、簡(jiǎn)潔的腳本編譯工具和多平臺(tái)發(fā)布的優(yōu)點(diǎn)，打造一款面向廣大客戶的3D真實(shí)的虛擬試衣軟件。

關(guān)鍵詞：虛擬試衣；人體掃描；unity3D

1 研究背景

傳統(tǒng)試衣是一個(gè)比較繁瑣的過(guò)程，客戶要先在實(shí)體店選好喜歡的衣服，然后需要經(jīng)歷排隊(duì)進(jìn)試衣間，脫衣服，換衣服的過(guò)程，如果衣服不合身又需要重復(fù)以上過(guò)程。

將傳統(tǒng)的試衣與電子商務(wù)快速發(fā)展銜接起來(lái)，從而讓客戶能夠快速、便捷地選到自己喜歡的衣服，是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。這樣可以讓客戶不管在什么地方，什么時(shí)候，只要擁有一部移動(dòng)設(shè)備都可以真實(shí)的體驗(yàn)到試衣的效果，選擇到自己合適的衣服。因此，如何幫助消費(fèi)者便捷、真實(shí)的體驗(yàn)到試衣的效果，降低退貨率，成了商家們?cè)诿鎸?duì)激烈的服裝電子商務(wù)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)熱衷思考的問(wèn)題。

虛擬試衣間這個(gè)概念的提出，能夠有效地替廣大電商解決因?yàn)榭蛻魶](méi)有選擇到合適衣服而不斷退貨、換貨的煩惱，同時(shí)也增加了客戶的多樣性試衣的體驗(yàn)，因此將虛擬技術(shù)應(yīng)用到電商平臺(tái)已成為必然。

本文在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合軟硬件，對(duì)虛擬試衣平臺(tái)做了探索和研發(fā)，為電子商業(yè)化的發(fā)展提供新的手段和動(dòng)力，促進(jìn)服裝紡織業(yè)的發(fā)展。

2 基于Unity3D平臺(tái)的虛擬試衣間系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Unity3D作為一款游戲開(kāi)發(fā)引擎，它支持多種格式的音像資源，自帶燈光烘托效果和豐富的UI界面，引擎支持shader語(yǔ)言編程，可以在多平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布，其自帶的AssetStore庫(kù)，提供了豐富的資源共享插件，同時(shí)其獨(dú)特的Pyhsic物理系統(tǒng)，為虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的仿真平臺(tái)，在如今的航天、教育、軍事方面Unity3D都有廣闊的應(yīng)用。

虛擬試衣間系統(tǒng)選擇使用Unity3D進(jìn)行設(shè)計(jì)，很重要的一點(diǎn)，就是其Physic物理系統(tǒng)提供了豐富而逼真的布料和多平臺(tái)發(fā)布與共享的功能，本設(shè)計(jì)主要分為三大模塊：人體建模，更換服裝，T臺(tái)走秀。

2.1 人體建模

人體建模是先通過(guò)主動(dòng)式掃描對(duì)人體進(jìn)行掃描導(dǎo)入，然后將通過(guò)掃描建立的個(gè)人身體模型參數(shù)化，再配合原有的參數(shù)化的特征點(diǎn)一起提供給用戶進(jìn)行雙向選擇。

人體掃描作為一個(gè)獨(dú)立的功能需要客戶采用特定的傳感器和成像系統(tǒng)完成測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2.2 更換服裝

更換服裝是個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，服裝類型的多樣性導(dǎo)致了更換服裝的復(fù)雜性，大多數(shù)情況下，緊身衣可以通過(guò)分配蒙皮骨骼權(quán)重來(lái)進(jìn)行更換，寬松衣服就需要構(gòu)建碰撞球體人模型來(lái)完成。

在換衣界面更換衣服的流程如下：人體模型上如果有衣服則脫下，記錄當(dāng)前碰撞球體的數(shù)據(jù)，再將球體縮放十倍，以防衣服上身出現(xiàn)破面，導(dǎo)入對(duì)應(yīng)服裝FBX，動(dòng)態(tài)加載unity自帶的cloth組件，通過(guò)代碼設(shè)置服裝相關(guān)約束點(diǎn)，根據(jù)衣服型號(hào)是否需要添加對(duì)應(yīng)碰撞球體配對(duì)組合，將記錄的碰撞球數(shù)據(jù)以漸變方式放大還原，完成碰撞系統(tǒng)搭建，實(shí)現(xiàn)換衣。

2.3 T臺(tái)走秀

T臺(tái)走秀需要對(duì)換裝后的人體模型進(jìn)行最美展示，走秀需要場(chǎng)景、燈光、動(dòng)畫(huà)和相機(jī)走位的配合，是個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程。在此過(guò)程中，場(chǎng)景和燈光需要利用3Dmax等相關(guān)圖形編輯軟件進(jìn)行制作和渲染，人體模型在T臺(tái)走秀的動(dòng)畫(huà)需要通過(guò)動(dòng)畫(huà)捕捉技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉，后期經(jīng)過(guò)美工處理后再導(dǎo)入unity3D，最后通過(guò)Unity3D自帶的渲染工具，動(dòng)畫(huà)編輯器，完成相機(jī)走位與人體動(dòng)畫(huà)的結(jié)合。

具體系統(tǒng)框架圖如圖1所示：

3 結(jié)論與展望

虛擬試衣間的概念很早就已經(jīng)被提出，但是由于人體和衣服復(fù)雜的幾何關(guān)系限制，虛擬試衣間一致沒(méi)有真正的推廣和應(yīng)用，但是其發(fā)展的前景卻不可忽視，隨著硬軟件技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及客戶和電商平臺(tái)對(duì)虛擬試衣間的極大需求，后期虛擬試衣間必定能夠極大的實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。

本項(xiàng)目研究的是基于unity3D開(kāi)發(fā)引擎的虛擬試衣間的設(shè)計(jì)，主要由人體建模，更換服裝和T臺(tái)走秀三部分組成。虛擬試衣間中一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)是人體建模，人體建模由于體型各異導(dǎo)致的參數(shù)值不準(zhǔn)確，最終有可能達(dá)不到軟件開(kāi)發(fā)的目的。

本項(xiàng)目選取的相機(jī)是深度相機(jī)Kinect，市場(chǎng)上售價(jià)只要800元左右，通過(guò)此相機(jī)采集的數(shù)據(jù)，可以基本滿足軟件設(shè)計(jì)需求，完成虛擬試衣間的設(shè)計(jì)。

作者簡(jiǎn)介：

張伊凡（1995-），男，漢族，河南扶溝縣城關(guān)鎮(zhèn)人，本科，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。