3D扫描，AR技术在线上鞋类选择上的应用

钟一帆　李振兴

摘 要：在经济发展迅速的今天，人们对服饰的要求越来越高，鞋子更是在近年成为了大众最关注的方面之一。针对现有的技术，阐述实现的过程与可能存在的问题，对未来移动终端可以为线上进行3D扫描以及运用AR技术帮助人们找到适合自己的鞋的方法做出设想。

关键词：3D扫描;AR技术;线上试穿

在当今社会，移动互联网迅速发展，基于3D扫描和AR技术的使用人群的日益增多，使用门槛越来越低等特点。使人们应用他们的处所愈来愈多，愈来愈广。但是问题也随之而来，通过对本校学生的调查发现，在网上选鞋和买鞋这方面出现了很大的问题，造成了诸多不便，如找到或买到的鞋不合自己的脚型等等问题，为了解决这类问题我们想到了以下方法。在移动终端上运用3D扫描和AR三项技术的结合来帮助人们选到合适的鞋子。

一、3D 扫描技术

3D扫描是集光、电和计算机技术于一体的全新技术，主要用于对物体空间形状和布局及色采举行扫描，以取得物体概况的空间坐标，它可以将扫描物体的模子信息快速转换为能由计算机处置的数据，从而到达实物的数据化。

（1）接触式测量。接触式三维扫描仪通过探头来接触物体，挪动探针多点丈量。这一种方法测量的精度非常高，能够达到1微米，并且不会因为物体色彩、能否反射光线等属性影响。但由于其测量室会接触被测物体表面，所以会有一定的损伤。

（2）非接触式测量。非接触式测量采用光学扫描探头投射至物体，采集反馈信息。该方法可排除接触测量而导致的一些受力干扰，可以测量一些难以接触的物体，加以计算机识别，采集速度相对较快，但相对而言精度不算太高。

二、AR技术

AR技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的技术，它利用科技对人类的视觉进行补充，这种技术的目标是使用户可以更加方便的工作和生活。它通过设备将虚拟的信息或者图像投影到现实世界中，使两者重叠并在设备中显示出来。

（1）特征提取。特征提取是信息检索中的一个观念。特征就是有它自己特色的图像区域，该区域具备易于计算机识别的的独特性。计算机处理的时候只会运用到数字，而不是原本的一张图像，为了使计算机能够以自己的方式读取”图像，如何从图像中提取相应的数据或信息，得到图像的计算机理解方式，如数字、符号等。这便是特征提取，而提取出来的这些数据便是特征。有了这些数据来使得计算机能发挥自己的功能去处理图像，从而使计算机具有识别图像的功能。

（2）特征匹配。①暴力（Brute-Force）匹配：一种描述符匹配算法，该方法会比较两个描述符，并产生匹配结果列表，第一个描述符的所有特征都拿来和第二个进行比较。②FLANN匹配：FLANN具有一种内部机制，该机制可以按照数据本身挑选适合的算法来解决目标数据集，FLANN相对于其他的匹配机制而言快了将近10倍。

三、线上试鞋

信息时代以来，多媒体技术和网络技术发展迅速，得益于此，人们追求着更方便，更高效的生活方式。目前，正在兴起的“互联网+”是信息时代的必然产物，线上试鞋系统是3D扫描技术与AR的巧妙结合，它是以网络为平台，兼备数据的处理与计算，从而为客户端提供多重选择方案并且分析利弊，让用户了解事物发展的方向与选择最佳方案，弥补了网络购物虚拟性带来的不便，为消费者提供了一种全新的购物体验。线上试鞋体系首要体现在如下三个方面。

（1）便捷，可观性强。消费者只需要选择想要尝试的鞋款，然后打开相机对准自己的脚部，系统自动生成一个虚拟模型叠加在顾客的脚上，从而向顾客展示动态穿衣效果。

（2）满足消费者好奇心理。消费者对消费体验升级的需求越来越强烈。有些看起来遥不可及的鞋款，可以通过这项技术来实现试穿。

（3）个性化。私人定制一直以来是一个时代发展潮流，通过3D扫描技术对消费者脚部的扫描，系统会生成一个消费者脚部的模型，再通过系统内部各个鞋类模型的匹配，推荐出最合适的鞋款。

四、基于AR与3D建模技术的线上试鞋系统

（1）场景融合过程。首先摄像头或传感器采集真实场景的对象，传入后台处理器单元并对其进行分析重构，实现坐标系的对齐以及进行虚拟场景融合，R是实现中捕捉的图片位置，视频是从线上实时获取的，通常记为t（表示在时间t获得的视频图像），而需要得到的是R在t中的几何姿态（通常包括三维旋转和平移），记为P。基于控制点的方法通过控制点匹配的方法来计算P。控制点法的基本出发点在于使用图像中特别的点（通常是角点）来建立模板R和视频图像t的之间的映射，通过该映射建立方程组，然后求解出姿态P。终究体系融会后的信息会及时表现在显示器中。如今，几乎所有智能手机都可满足AR技术所需的所有硬件要求。

（2）存在问题。以AR与3D扫描技术为基础的线上试鞋系统，虽然能够给与消费者一些全新而又便捷的体验，但相应的也有一些问题。AR技术近年来呈现兴起的状态，但由于软硬件支持力度不够大，这款线上试鞋系统仅处于概念开发状态，并且问题存在于以下两个方面。①难普及。精准的3D建模技术要求使用更高级3D扫描设备，而手机的扫描仅仅只能建立出一个精准度不高的模型。②除了视觉没有来自其他感觉的反馈。在线下购物的时候，人们往往会因为鞋子所反馈的舒适度来激发出自己的购买欲，而AR技术提供的只是一个观感上的体验，并且精度不高的3D扫描匹配后的结果也只是一个理论上的建议，无法保证消费者在各方面影响下的正常感受。

五、结语

AR的再度兴起必然会带来更多方便人们生活的技术，并且在3D扫描技术高速发展的今天，将两个技术相结合，必定是符合当今信息世界发展的方向。在赶上这个时代提供的机会的今天，在经济与科技的支持下，未来的线上服务技术必然会更加精准、可靠、快速。

参考文献：

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[2]王楠，贺长雁，夏铃飞，王静婷，吴彬.AR技术融入小学数学课堂应用价值研究.2020.

[3]谢舟，李中化，环环.基于5G网络下VR、AR的开发与应用.2019.

[4]胡彦萍.3D扫描和逆向建模技术应用.2019.