基于AR的交互式智能試衣鏡系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

龔博鑫 鄧燕靈

摘要：本文先簡要介紹了智能試衣系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，然后從應(yīng)用前景角度介紹了AR智能試衣鏡的優(yōu)勢與系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí);智能試衣鏡;三維建模

一、試衣系統(tǒng)主要開發(fā)技術(shù)路徑

試衣網(wǎng)自2007年11月虛擬試衣項(xiàng)目首次上線，即憑借其人性化的在線試衣與引領(lǐng)時(shí)尚的理念，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)場景式試衣效果。優(yōu)衣庫、SELECTED等多個(gè)品牌與技術(shù)提供商合作開發(fā)推出了不同技術(shù)路線的試衣系統(tǒng)，主要有兩類：基于虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality-VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality–AR）的虛擬試衣，其試衣體驗(yàn)各不同。

VR是由IT技術(shù)生造的純虛擬場景，使人沉浸到3D動(dòng)態(tài)實(shí)景中，是對(duì)真實(shí)世界的仿真。常用到的硬件產(chǎn)品包括位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套（5DT之類的）、數(shù)據(jù)頭盔等，用于與虛擬場景的交互。VR視頻直播可把你“虛擬”到演唱會(huì)現(xiàn)場。

AR把虛擬事物疊加到現(xiàn)實(shí)世界圖像最頂層。核心是圖像識(shí)別與跟蹤?？吹降娜钦鎸?shí)的場景，即將“增強(qiáng)”的虛擬數(shù)字層套在真實(shí)世界之上，使人看到比從肉眼看到的世界更“增強(qiáng)”。市場上出現(xiàn)增強(qiáng)拍攝功能的手機(jī)，可識(shí)別人物，給人像加上兔子耳朵、紅臉蛋等，并隨人臉而動(dòng)，這是典型的AR技術(shù)。

總之，AR看到的場景和人物有真有假，其核心在于環(huán)境識(shí)別，即如何判斷拍攝的是人或是物，此外還需一套算法來把虛擬的物體顯示在該呆的地方。而VR看到的人與景是仿真做出來的。其核心集中在計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域運(yùn)算和硬件設(shè)備性能方面。

在算法上，AR比VR要難，但對(duì)硬件的需求反倒要低。因AR只需對(duì)虛擬部分的物體運(yùn)算而不需進(jìn)行整個(gè)場景的渲染。只要是帶攝像頭的電子產(chǎn)品如手機(jī)、iPad等，都能通過安裝軟件實(shí)現(xiàn)AR技術(shù)。

二、交互式智能試衣鏡系統(tǒng)

基于AR的虛擬試衣技術(shù)漸成為潮流。Lectra3D Fit、CLO3D、3D Runway等虛擬試衣系統(tǒng)用于服裝新品研發(fā)試樣。好搭盒子、魔購百貨、搭配師等虛擬試衣軟件用于線上試衣體驗(yàn);北京優(yōu)時(shí)尚和深圳云之夢等公司研發(fā)的虛擬試衣魔鏡則用于線下虛擬試衣體驗(yàn)[1]。

基于AR的交互式智能試衣鏡系統(tǒng)由兩大部分組成：線下交互式智能試衣鏡（以下簡稱AR云鏡）與云端3D實(shí)時(shí)造型合成系統(tǒng)（以下簡稱云端）。

1.AR云鏡

（1）組成與試衣過程：由一臺(tái)高清高速3D掃描攝像頭與一臺(tái)由安卓驅(qū)動(dòng)的75寸LCD電容觸摸大屏組成，類似一部專用裝有試衣App的巨屏智能手機(jī)。如是首次使用該系統(tǒng)，試衣時(shí)首先進(jìn)入人面識(shí)別。人面識(shí)別成功后，如云端數(shù)據(jù)庫中無該顧客3D人體數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入人體掃描模式，采集人體3D數(shù)據(jù)傳入云端保存。如云端有該顧客3D人體數(shù)據(jù)，則詢問是否需要更新人體3D數(shù)據(jù)？顧客通過手勢或語音控制選擇試衣款式顏色等信息，云端利用服務(wù)器強(qiáng)大算力，加上5G高速網(wǎng)絡(luò)加持，巨屏可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示顧客“穿上”試裝的全景形象姿態(tài)。AR云鏡試衣與照鏡子毫無違和感，無需等待延遲。

（2）AR云鏡特點(diǎn)：無需佩戴AR眼鏡，提升極致體驗(yàn);智能生物識(shí)別人面、性別、身高、體型;體感試衣，隔空操作，無需觸摸;揮手換衣;手勢切換上、下頁;語音搜索，音控說出試衣尺碼、顏色和材質(zhì)、著裝風(fēng)格、職業(yè)愛好等，云端根據(jù)大數(shù)據(jù)分析并自動(dòng)查找服裝庫與之匹配。AR具備VR虛擬試衣無法克服缺陷即衣隨人動(dòng)，自然貼身。

2.云端

AR云鏡強(qiáng)大功能需要云端支撐，云端是加入了AI功能的借助了云服務(wù)器強(qiáng)大算力的人體自動(dòng)建模、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)蒙皮渲染合成系統(tǒng)。以下簡要介紹云端接收到AR云鏡掃描采集人體3D數(shù)據(jù)后的處理過程與功能結(jié)構(gòu)：

（1）3D人物建模：基于三維掃描的人體建模技術(shù)是通過3D掃描儀采集人體信號(hào)獲得人體表面信息，AI自動(dòng)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪、精簡、孔洞修補(bǔ)、表面重建等處理，構(gòu)建人體模型（包括骨骼模型）。該方法構(gòu)建出的模型較為精確，目前中美日歐都建立了自己的人體模型數(shù)據(jù)庫[2]。

（2）3D服裝建模：利用樣條曲線建立服裝樣板并生成面料，其次將服裝置于人體模型外部進(jìn)行骨骼綁定、蒙皮等操作，最后進(jìn)行樣板的縫合和渲染等。該方法人工成本低于二維圖像合成建模，且更加適合產(chǎn)品數(shù)量多、更新周期短的企業(yè)。Fitiquette、My Virtual Model等也都使用了該服裝建模方法[3]。

服裝建模存入服裝庫。系統(tǒng)提供接口，也可由服裝店面或服裝生產(chǎn)商提供服裝模型數(shù)據(jù)存入服裝庫。這樣就組成一個(gè)遍布各地的試衣銷售網(wǎng)絡(luò)，減少試衣前數(shù)據(jù)采集工作。

（3）環(huán)境建模：主要是店鋪建模用于網(wǎng)上虛擬店鋪試衣，也可用于試衣虛擬環(huán)境合成展示，如服裝與不同場景的搭配模擬仿真。也可以事先建立多種模型供顧客選擇。

（4）3D著裝試衣：三維著裝模擬依賴于面料模擬。采用綜合建模法有以假亂真的真實(shí)感，常用模型有Cordier模型.Taillefer模型、Kuni模型和Tsopelas模型等?；诮y(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的模擬法可不考慮面料物理性質(zhì)，僅憑服裝形狀空間與人體動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等建立映射，來模擬試衣。該方法較為簡單，可調(diào)節(jié)面料模擬真實(shí)感與效率之間的矛盾，利于實(shí)時(shí)模擬。

三、結(jié)論

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，虛擬試衣技術(shù)作為服裝CAD系統(tǒng)的一部分，已廣泛應(yīng)用于大量服裝品牌，且取得了一定成效。近幾年AI、大數(shù)據(jù)、云、5G及智能硬件、服務(wù)器技術(shù)取得長足進(jìn)步、虛擬試衣將進(jìn)一步走向現(xiàn)實(shí)生活。

參考文獻(xiàn)：

[1]張伊凡.基于unity3D開發(fā)引擎的虛擬試衣間的設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2017（06）：1.

[2]徐愛婧，周捷.虛擬試衣系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].紡織科技進(jìn)展，2020（03）：28-32.

[3]徐凌.基于Unity的VR購衣系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].山東紡織科技，2019，60（02）：38-41.

基金項(xiàng)目：本文系2019年武漢東湖學(xué)院大學(xué)生科研項(xiàng)目“基于交互式虛擬試衣間”;

作者簡介：龔博鑫（1998-），男，漢族，河南汝州人，2017級(jí)軟件工程專業(yè)本科生;

通訊作者：鄧燕靈（1966-），男，漢族，湖北武漢人碩士，高工，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù)。