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,人們更愿意花費較多的時間進行線上購物,線下購物的時間明顯減少,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。本項目研究內(nèi)容是,人們在網(wǎng)上購買服裝時,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條件而出現(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),與不同的服裝進行搭配。消費者依據(jù)感官體驗做出取舍,建立信心,以消除消費者擔(dān)心所購服裝不合適自身條件的心理。虛擬試間(系統(tǒng))根據(jù)消費者購置服裝時的心里需求,利用OpenCV、OpenGL、3D、VirTools Max等工具軟件,設(shè)計一種基于網(wǎng)絡(luò)的三維虛擬試衣系統(tǒng)。

1 概述

隨著我國全面進入小康社會,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)濟條件、享受著優(yōu)越的生活環(huán)境,進而在購物時會更加注重自身的消費體驗。人們在購置服裝時,更趨向于既要適合自身身體條件,又時尚前衛(wèi),同時具有一定的檔次,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。這里需研究和解決諸多問題,以增強產(chǎn)品的消費者體驗,發(fā)揮其在實際應(yīng)用中效用。人工智能、計算機視覺、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,提升消費者的購物體驗。

1.1 目的和意義

對于當(dāng)下社會環(huán)境中的主體勞動者,工作強度大、工作時間長,空閑時間碎片化,要求花在購物時試穿次數(shù)盡可能少,以節(jié)省購物的時間,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和節(jié)省消費者的試衣時間,同時,系統(tǒng)提供的服飾彩色搭配自動評價模型,可以提升消費者的購物體驗。其意義如下:

(1)虛擬三維試衣間可使消費者以一種身臨其境的方式體驗購物過程的樂趣,它將虛擬試衣與服飾色彩搭配功能集成在同一個場景中,方便消費者在同一場景中通過鼠標(biāo)地進行操作,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,供消費者線下瀏覽,同時,自動評價功能會對消費者對所穿服飾搭配進行打分評價。(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)消費者的購買欲。企業(yè)在為消費者在虛擬試衣的參與過程中,提供一種全新的試衣體驗。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)實情況中服裝以平面模特照片為主,娛樂性較強,款式較少[1],利用虛擬視覺軟件向廣大消費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,為消費者提供體驗,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Xbox360設(shè)計實現(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,以實現(xiàn)用戶的按需分配動作與游戲進行互動[3]。在微軟Kinect體感周邊設(shè)備的加持下,將導(dǎo)入的動態(tài)捕捉、影像識別等信息接入到一個稱為鏡子的視頻屏幕上。Kinect攝像頭跟隨消費者移動軌跡,顯示試衣者的360度影像,在消費者不轉(zhuǎn)身的情況下,展示其背面減半效果。(2)第一個真有現(xiàn)實意義上的服裝設(shè)計和虛擬試衣環(huán)境是瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)MIRA Lab實驗室基于硬件技術(shù)建立的[4],即VLNET服裝仿真系統(tǒng),功能強大。它依賴于頭嵌入頭盔中的顯示器、耳機和數(shù)字手套等硬件設(shè)備,通過安裝在計算機中的數(shù)據(jù)服裝軟件的控制下,建立起非?？尚诺慕Y(jié)合視覺、聽覺與觸覺的虛擬世界,給消費者一種真實的生活體驗。

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)實技術(shù)。隨著通信帶寬的提高,一些購物網(wǎng)站向消費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“試衣間”中自由搭配不同款式的服裝,便于消費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)、增強現(xiàn)實技術(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)計等于一體,通過高清攝像頭實時捕捉現(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,實現(xiàn)虛擬服裝與真實顧客身形的完美融合[5]。消費者只需站在圖像采集設(shè)備前,就可以看到自己真實3D試衣效果。該系統(tǒng)科技感很強,消費者的認(rèn)可度高,試衣體驗顯著。(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)采用先進構(gòu)架設(shè)計研發(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平臺[6],為消費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。通過輸入個人身材數(shù)據(jù),打造1∶1仿真試衣間,為個人和企業(yè)構(gòu)建AI線上試衣新體驗。(3)森動數(shù)碼科技3D互動虛擬試衣間。3D互動虛擬試衣間是杭州森動數(shù)碼科技有限公司針對服裝市場,量身訂制出的3D體驗式虛擬試衣系統(tǒng)設(shè)備[7-8]。消費者面對特殊設(shè)計的大屏,通過森動識別合成技術(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)旨在為服裝消費者提供具有高科技、十分良好的試衣購物體驗,節(jié)省消費者的時間成本。

2 項目研究內(nèi)容和技術(shù)

2.1 項目研究內(nèi)容

項目研究的主要內(nèi)容,在基于消費者個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行構(gòu)建,以模擬用戶的現(xiàn)實著裝體驗[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)境是為了將消費者身體數(shù)據(jù)、試穿記錄和效果進行記錄和長期保存,便于消費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、膚色的動態(tài)調(diào)節(jié)兩個方面。(3)自動評價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),得出主觀評價方法。(4)設(shè)計虛擬試衣間(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)建一個真實的試衣體驗。

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[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]。方法包括自動化服裝蒙皮和穿透問題處理。自動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

(1)建立虛擬人體化三維,虛擬建立對進行人體模型,依據(jù)人體各部分的比例關(guān)系,獲取消費者的身高、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)雜且實時性差,受限于人體形態(tài)的復(fù)雜性,簡單的線性縮放難以實現(xiàn)。(2)根據(jù)物理建模方式,應(yīng)用牛頓運動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。

本文主要介紹了虛擬試衣間(系統(tǒng))的現(xiàn)狀、內(nèi)容、實現(xiàn)技術(shù)和存在的一些技術(shù)難點,但隨著技術(shù)的進步、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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