探究交互式虚拟服装展示系统的实现与设计

徐倩倩

摘 要：虚拟展示就是将VR技术应用到产品展示中，这对于传统的服装展示来说是一种创新，而要想将虚拟现实应用到服装展示中，需要注意的问题很多，同时需要解决的问题也是多种多样的，严格来说属于数字化设计中的一种应用。近年来虚拟现实在国内已经并不陌生，这也让各个行业对虚拟现实的应用变得非常热门，将其应用到服装展示中，是对服装设计的一种革新。本文研究的其实就是一种利用计算机，对服装设计提供辅助，用虚拟的方式制作各类面料和材质，同时也是对人模特的模拟。这样就可以实现理想中的光影效果。该系统可以避免服装与人体在交互阶段造成的一系列问题，希望通过本文的研究，可以对服装设计领域的进步提供良好的参照。

关键词：交互式 虚拟服装展示 设计

虚拟现实、交互技术以及互联网是目前人们广泛关注的话题，促进虚拟现实已经成为人们生活中并不罕见的事物，在各行各业都有不同的应用，同时在服装领域也是一样，以往手工的设计方法已经无法满足实际需求，用先进科技革新设计手段，成为信息化发展的必然趋势，而虚拟服装设计则是成为一种全新的尝试，借助计算机技术以及交互技术，让服装展示以及面料服饰的形式变得虚拟，实现了无纸化设计，用便于进行互动展示。虚拟化的服装设计以及交互技术可以让样衣制作的一系列过程得到模拟，而模特试衣也可以获得全新的体验，设计是可以用虚拟构建的方式，通过布料库对服装进行随心所欲的设计，对着装效果进行浏览也变得更加便捷，与以往的手段相比，在生产周期上缩短了很多，同时设计成本也更加低廉，布料具有复杂的结构，而且容易受到外界影响，对布料进行模拟也是非常有难度的，在虚拟环境中，要想保持布料的相对真实的感觉也是非常难得，这对系统的设计提出更多需求。

一、系统框架设计

1.设计目标

该系统的主要设计目标就是建立成一个对真实世界进行全面模拟的三维平台，用于服装展示，处于虚拟环境中，这样就可以通过该系统对服装以及运动模特的动作进行查看与跟随，同时借助交互式点击，对服装对象进行点击操作，可以查看服装的具体属性以及相关说明。也能够通过点击操作，查看服装库中的各类服装，点击不同的图标可以实现虚拟的交互换衣流程，这体现了如今计算机技术对服装设计是完全可以提供辅助的，并且具备更加强大的功能，该系统是对以往服装设计的一种颠覆，近年来已经开始不断研究，并被相关领域关注，可以说对服装设计领域的进步起到极大的推动作用。

2.功能结构设计

首先需要借助建模工具，对人体模特建立相应的模型，三维服装也需要建立相应的模型，人体动作需要进行设置，将模型与动作设置好后，就可以将处理好的动作和模型向虚拟平台的Virtools引擎上进行数据导入，这样Virtools引擎就可以加载出有关模型以及属性的数据信息，并建立相应的是视景数据库。借助交互板块可以实现交互设置，然后就是场景优化功能。所谓场景优化，实际上就是对效果进行渲染，对场景模型进行优化，让用户可以轻松通过系统，对服装效果进行浏览。

二、服装视景数据库建立

1.建模

对服装进行三维建模的方法有很多种，首先比较多的一种就是借助专门的建模软件，在软件上会有多边形建模的功能，对衣服的轮廓进行设计，然后可以对相应的修改器，模拟出类似真实世界的服装形态，这是一种比较简单的方法。其次有一种方法就是借助图形学中的方法，用样条线对服装进行设计，设计出虚拟服装的图案，然后借助修改器将补贴的面板进行合理的缝合，这样各部分就可以构成完成的服装形态，借助相应的修改器还是对真实世界进行模拟，从而可以展示出具体的服装形态。最后的一种方法是通过外部应用，导入有关的样条线图案，之后的步骤与第二种方法基本相同，借助不同的修改器对服装进行模拟和组合，总之是对真实世界进行模拟，然后展示出服装形态。下面将要介绍在其中会用到的几种修改器。

Cloth 修改器所负责的是对布料的模拟，可以为角色创建出一衣服。Cloth 模拟是对服装在真实世界中的一系列反应进行模拟，要想实现这一环节，需要完成布料模拟，然后选择对象。

Garment Maker 模拟实际上模拟的是现实中的服装制作的一些方法，通过对布片形状进行裁剪，然后进行缝合，这种方式与现实中服装制作相差无几，需要注意的就是面板图案。服装的图案通常会使用生活中不会经常遇到的一些类型，而通过Garment Maker模拟也可以帮助用户实现简单的样条线设计，并将其以网络的形式展现出来，然后对其进行缝合。

2.建模

角色建模主要是借助建模软件，其中的多边形工具又将发挥出重要的作用，在模型建立阶段，需要对视野整体以及角色总的面数进行精准的实时计算，这样才能尽可能维持面数不会超过最大的限制。若是存在一些非常复杂的环境，那么最理想的面数就是不超过800的数量，这是需要注意的。

3.动作设计

这其中需要注意的是，要引入中国风格，角色中需要具备中国主题，为了达到这样的效果，角色的动作设计上也会借鉴传统民族的一些舞蹈动作，角色工作主要是用character studio来进行动画设计，这一组件中文可以被称为角色工作室，是一种专门为角色建模设计出来的组件，其中为动画设计提供全套工具。借助角色工作室，可以实现为角色建立起骨骼曾，然后对足迹的动画进行创建，根据重心等参考因素，自动对角色的移动动作进行设计与制造，自由的动画形式也可以用于其它角色，例如飞行角色以及游动角色，在制作动作这方面，出口了对角色整体的位置以及走路的动作进行制作，实际上跑步等每个动作都处于不断循环的过程中，也就是说动作的起点与重点是一致的，处于同样的角度与位置，这样可以避免重复播放中出现跳格不顺的状态。

4.烘焙

主要是一些服裝模型是带有纹理的，纹理烘焙就是要对模型每个面借助灯光的渲染效果，对场景进行渲染，同时将渲染后的图进行平铺，排列成相应的纹理，并将坐标生成出来。此坐标只是可以用于此模型，而纹理在生成后，会赋予到相应的模型上，在这种情况下，即便是没有灯光，那么服装模型本身也是会存在一定光影效果的，并可以实现具有非常高的真实感的面料效果。这种效果是非常强烈的，对于服装设计而言，也是非常重要的一项优势。烘焙可以让纹理制造的工作得到简化，让纹理数量有所减少，同时光影效果会有所强化，对于一些大场景动画，也能够对环境起到进一步渲染的作用，场景的编辑也能得到相应的提速。要注意的是烘焙面数不需要太多。若是面数多，那么就会导致更多的图形需要进行拼排。每个面在纹理中就会占据更小的面积。这就会导致纹理产生破裂，同时也会导致展示效果被影响，可以将物体一分为二，这样就可以分别进行纹理烘焙。

5.与动作导出

创建好服装以及角色需要的模型后，就可以将模型以及动作通过相应的插件向着Virtools引擎中导出，需要导出相应的格式，这样才可以在Virtools引擎中实施交互设计，而在该系统中，角色交互比较复杂，服装按照一定的类型进行导出，同时角色的舞蹈动作也需要进行导出，这样就能够借助交互控制，实现角色和动作导出的步骤。

三、交互平台的设计与实现

1.能设计

通过该系统，用户可以借助计算机实现虚拟场景交互，这种交互式实时性的，可以控制虚拟的角色，并对服装也能进行实时更新，服装展示还可以借助角色的舞蹈动作观察更加全面，对服装进行全方位展示，通过视景数据库，用户可以对服装的各方面信息进行查询。该系统的交互功能体现的主要在角色运动以及界面交互方面，而视觉展示等模块也在其中发挥着重要的作用。

2.交互实现

首先就是角色运动方面，主要是先确定骨骼的运动，这样可以在Virtools引擎中赋予相应的角色，添加一些用于控制的模块，这样就可以实现对角色运动的控制，用户可以通过键盘来对角色的几个动作进行简单的控制与播放，借助一些模块还可以实现角色始终保持处于地板位置上，不会漂浮起来。

然后就是视角展示

多视角展示是完全可以实现的，需要借助摄像机，在摄像机控制方面有一个非常重要的模块，也就是Keyboard Camera Orbit交互模块，该模块可以对摄像机实现具体的控制，同时也集成很多参数。

最后就是碰撞测试，在碰撞模块中，需要建立一份清单，上面主要是可能会造成碰撞的一些障碍物，然后需要制定出在某个场景中，碰撞的具体对象，在对象上就可以添加障碍物的属性，而角色与建筑的碰撞则是需要利用包围盒技术。

3.平台优化

在碰撞处理中，会使用网格实例生成的手法。这种方式要想实现，需要建立二维网格，图层数据库中需要加入一个新的层，主要是负责碰撞处理，同时在网格的编辑过程中，需要绘制出包围盒范围，这样才能进行碰撞处理，最后还需要设置相应的参数。为了让运算速度得到有效提升，需要让纹理贴图有所减小，贴图小则速度就会更快，同时若是在场景中，小贴图比较多，也可以制作出大的贴图，然后通过分割形成不同材质，这样贴图原本的品质不会受到影响，但是运算速度确实可以得到有效提升。

结语

总之，虚拟现实已经成为一种趋势，不仅是在服装设计领域，各行各业都需要顺应这样的趋势，对以往的一些方法和理念进行革新，对于服装设计来说，这样既可以对设计师的设计工作进行优化，也能让客户用更加便捷的方式感受到服装穿着的效果。

参考文献：

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