基于AR的交互式智能试衣镜系统功能设计

龚博鑫 邓燕灵

摘要：本文先简要介绍了智能试衣系统开发技术，然后从应用前景角度介绍了AR智能试衣镜的优势与系统功能设计。

关键词：增强现实;智能试衣镜;三维建模

一、试衣系统主要开发技术路径

试衣网自2007年11月虚拟试衣项目首次上线，即凭借其人性化的在线试衣与引领时尚的理念，实现了真实场景式试衣效果。优衣库、SELECTED等多个品牌与技术提供商合作开发推出了不同技术路线的试衣系统，主要有两类：基于虚拟现实（Virtual Reality-VR）与增强现实（Augmented Reality–AR）的虚拟试衣，其试衣体验各不同。

VR是由IT技术生造的纯虚拟场景，使人沉浸到3D动态实景中，是对真实世界的仿真。常用到的硬件产品包括位置跟踪器、数据手套（5DT之类的）、数据头盔等，用于与虚拟场景的交互。VR视频直播可把你“虚拟”到演唱会现场。

AR把虚拟事物叠加到现实世界图像最顶层。核心是图像识别与跟踪。看到的全是真实的场景，即将“增强”的虚拟数字层套在真实世界之上，使人看到比从肉眼看到的世界更“增强”。市场上出现增强拍摄功能的手机，可识别人物，给人像加上兔子耳朵、红脸蛋等，并随人脸而动，这是典型的AR技术。

总之，AR看到的场景和人物有真有假，其核心在于环境识别，即如何判断拍摄的是人或是物，此外还需一套算法来把虚拟的物体显示在该呆的地方。而VR看到的人与景是仿真做出来的。其核心集中在计算机图形领域运算和硬件设备性能方面。

在算法上，AR比VR要难，但对硬件的需求反倒要低。因AR只需对虚拟部分的物体运算而不需进行整个场景的渲染。只要是带摄像头的电子产品如手机、iPad等，都能通过安装软件实现AR技术。

二、交互式智能试衣镜系统

基于AR的虚拟试衣技术渐成为潮流。Lectra3D Fit、CLO3D、3D Runway等虚拟试衣系统用于服装新品研发试样。好搭盒子、魔购百货、搭配师等虚拟试衣软件用于线上试衣体验;北京优时尚和深圳云之梦等公司研发的虛拟试衣魔镜则用于线下虛拟试衣体验[1]。

基于AR的交互式智能试衣镜系统由两大部分组成：线下交互式智能试衣镜（以下简称AR云镜）与云端3D实时造型合成系统（以下简称云端）。

1.AR云镜

（1）组成与试衣过程：由一台高清高速3D扫描摄像头与一台由安卓驱动的75寸LCD电容触摸大屏组成，类似一部专用装有试衣App的巨屏智能手机。如是首次使用该系统，试衣时首先进入人面识别。人面识别成功后，如云端数据库中无该顾客3D人体数据，系统自动进入人体扫描模式，采集人体3D数据传入云端保存。如云端有该顾客3D人体数据，则询问是否需要更新人体3D数据？顾客通过手势或语音控制选择试衣款式颜色等信息，云端利用服务器强大算力，加上5G高速网络加持，巨屏可实时动态显示顾客“穿上”试装的全景形象姿态。AR云镜试衣与照镜子毫无违和感，无需等待延迟。

（2）AR云镜特点：无需佩戴AR眼镜，提升极致体验;智能生物识别人面、性别、身高、体型;体感试衣，隔空操作，无需触摸;挥手换衣;手势切换上、下页;语音搜索，音控说出试衣尺码、颜色和材质、着装风格、职业爱好等，云端根据大数据分析并自动查找服装库与之匹配。AR具备VR虚拟试衣无法克服缺陷即衣随人动，自然贴身。

2.云端

AR云镜强大功能需要云端支撑，云端是加入了AI功能的借助了云服务器强大算力的人体自动建模、实时动态蒙皮渲染合成系统。以下简要介绍云端接收到AR云镜扫描采集人体3D数据后的处理过程与功能结构：

（1）3D人物建模：基于三维扫描的人体建模技术是通过3D扫描仪采集人体信号获得人体表面信息，AI自动对点云数据进行降噪、精简、孔洞修补、表面重建等处理，构建人体模型（包括骨骼模型）。该方法构建出的模型较为精确，目前中美日欧都建立了自己的人体模型数据库[2]。

（2）3D服装建模：利用样条曲线建立服装样板并生成面料，其次将服装置于人體模型外部进行骨骼绑定、蒙皮等操作，最后进行样板的缝合和渲染等。该方法人工成本低于二维图像合成建模，且更加适合产品数量多、更新周期短的企业。Fitiquette、My Virtual Model等也都使用了该服装建模方法[3]。

服装建模存入服装库。系统提供接口，也可由服装店面或服装生产商提供服装模型数据存入服装库。这样就组成一个遍布各地的试衣销售网络，减少试衣前数据采集工作。

（3）环境建模：主要是店铺建模用于网上虚拟店铺试衣，也可用于试衣虚拟环境合成展示，如服装与不同场景的搭配模拟仿真。也可以事先建立多种模型供顾客选择。

（4）3D着装试衣：三维着装模拟依赖于面料模拟。采用综合建模法有以假乱真的真实感，常用模型有Cordier模型.Taillefer模型、Kuni模型和Tsopelas模型等。基于统计学习的模拟法可不考虑面料物理性质，仅凭服装形状空间与人体动态数据等建立映射，来模拟试衣。该方法较为简单，可调节面料模拟真实感与效率之间的矛盾，利于实时模拟。

三、结论

随着互联网技术的发展，虚拟试衣技术作为服装CAD系统的一部分，已广泛应用于大量服装品牌，且取得了一定成效。近几年AI、大数据、云、5G及智能硬件、服务器技术取得长足进步、虚拟试衣将进一步走向现实生活。

参考文献：

[1]张伊凡.基于unity3D开发引擎的虚拟试衣间的设计[J].科技风，2017（06）：1.

[2]徐爱婧，周捷.虚拟试衣系统关键技术研究[J].纺织科技进展，2020（03）：28-32.

[3]徐凌.基于Unity的VR购衣系统设计[J].山东纺织科技，2019，60（02）：38-41.

基金项目：本文系2019年武汉东湖学院大学生科研项目“基于交互式虚拟试衣间”;

作者简介：龚博鑫（1998-），男，汉族，河南汝州人，2017级软件工程专业本科生;

通讯作者：邓燕灵（1966-），男，汉族，湖北武汉人硕士，高工，研究方向：数字媒体技术。

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