服装CAD中三维人体建模技术研究
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科技信息
○高校讲坛○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 １ 期
服装 ＣＡＤ 中三维人体建模技术研究
李宋明 林德静 （ 北京服装学院计算机教学中心 中国 北京 １０００２９）
【摘 要】本文从 ＰＯＳＥＲ 软件中导出包含三维人体数据点的 ＯＢＪ 文件， 通过三角剖分算法对数据点进行优化， 利用 ＶＣ＋＋和 ＯｐｅｎＧＬ 建 立 三维人体仿真模型。此方法建立人体模型快速， 精确度较高， 为进一步开发功能完善的服装三维 ＣＡＤ 系统提供了良好的平体。
【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｒｔｓ ｔｈｅ ＯＢＪ ｆｉｌｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ３Ｄ ｍａｎｎｅｑｕｉｎ’ｓ ｄａｙａ ｐｏｉｎｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＰＯＳＥＲ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｓ ｔｈｅ ｄａｙａ ｐｏｉｎｔｓ， ｕｓｅｓ ＶＣ＋＋ ａｎｄ ＯｐｅｎＧＬ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ３Ｄ ｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌ ｍａｎｎｅｑｕｉｎ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｕｉｌｄ ｍｏｄｅｌ ｑｕｉｃｋｌｙ ａｎｄ ｅｘａｃｔｌｙ， ｏｆｆｅｒ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｅｍｐｏｌｄｅｒｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｅｃｔ ｔｈｒｅｅ－ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＣＡＤ ｓｙｓｔｅｍ．
［ 责任编辑： 韩铭］
人台线框图
光照渲染效果图
ｉｎｄｅｘ ］．ｙ， ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｐＮｏｒｍａｌｓ［ ｉｎｄｅｘ ］．ｚ）；
ｇｌＶｅｒｔｅｘ３ｆ （ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＶｅｒｔｓ ［ｉｎｄｅｘ］．ｘ，ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＶｅｒｔｓ［ｉｎｄｅｘ］．ｙ，
ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｐＶｅｒｔｓ［ ｉｎｄｅｘ ］．ｚ）；
｝
｝
ｇｌＥｎｄ（）；
／／ 绘制结束
１．１ 三维人体数据的提取 本文所建的三维人体模型是以 ＰＯＳＥＲ 数据库中的女性人体为模 板， 选取男性人体模块转化为 ＯＢＪ 文件格式输出。直接导出的 ＯＢＪ 文 件并不适于直接构建三维模型， 要经过适当的处理才能使用。本文采 用 ＶＣ＋＋６．０ 的标准模板库技术和动态数组 技 术 将 ＯＢＪ 文 件 中 的 数 据 进行压缩处理， 去除掉以 ｖｔ，ｖｎ，ｕ ｓｅｎ ｔｌ，ｍ ｔｌｌｉｂ 为关键字的字符串， 只保 留文件中以 ｖ 为关键字的数据。本文采用了：：ｓｔｄ：：ｄｅｑｕｅ＜＞容器模板类 生成的对象来管理动态数组， 用其中的 ｐｕｓｈｂａｃｋ，ｉｎｓｅｒｔ，ｓｏｒｔ 等 函 数 对 保留的数据进行选择排序处理。经过处理后的人体数据， 包含了全部 的有用信息， 为接下来的人体建模提供了数据支持［５］ 。 １．２ 三维人体数据的优化处理 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三角剖分算法是一种常用的算法， 它的特点是剖分结果 的每个三角形都尽量接近等 边 三 角 形 。 三 维 散 乱 点 集 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三 角 曲面剖分在 ＣＡＧＤ／ＣＡＤ、反求工程等方面有着十分广泛的应用。故本 系 统 采 用 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三 角 剖 分 法 来 处 理 从 Ｐｏｓｅｒ 中 导 出 的 人 台 曲 面 的 顶点， 将他们按小三角平面行进重建。以下是 Ｄｅｌａｕｎａｙ 算法的实现步 骤。 步骤 ｌ： 建立点链表（ＮｏｄｅＬｉｓｔ）， 负责管理平面上的点集 Ｓ。建立三 角形链表（Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ）， 负责记录所生成 的 三 角 形， 链 上 每 一 个 结 点 记录了三角形 ３ 个顶点的索引号 ： 建 立 点 指 针 数 组 （ＮｏｄｅＡｒｒｙ）， 负 责
【关键词】ＰＯＳＥＲ 软件； ＯＢＪ 文件； 三角刨分算法； 三维人体仿真模型 Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｆｏｒ Ａｐｐａｒ ｅｌ ３Ｄ Ｍａｎｎｅｑｕｉｎ Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ Ｉｎ ｔｈｒ ｅｅ－ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＣＡＤ ｓｙｓｔｅｍ． ＬＩ Ｓｏｎｇ－ ｍｉｎｇ ＬＩＮ Ｄｅ－ ｊｉｎｇ （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｅｎｔｅｒ ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ）
１．三维人体数据的提取和处理
要 进 行 三 维 人 体 建 模 就 必 须 得 到 人 体 的 三 维 数 据 。人 体 的 三 维 数 据 一 般 是 通 过 三 维 人 体 自 动 扫 描 测 量 设 备 获 取 的 。但 其 所 测 的 结 果 没 有排除人体着装的影响， 与服装业对人体测量的要求以及 ＣＡＤ／ＣＡＭ 技术的要求仍有一定的差距； 另外， 人体自动扫描测量设备， 如德国 Ｔｅｃｍａｔｈ 公 司 的 ＶＩＴＵＳ 人 体 扫 描 仪 等 ， 价 格 都 十 分 昂 贵 ， 不 太 适 合 目 前中国大部分中小服装企业［３］ 。本文在参阅了各种资 料 后 ， 选 用 三 维 人 体 建 模 软 件 ＰＯＳＥＲ 来 获 得 人 体 三 维 数 据 。ＰＯＳＥＲ 是 美 国 Ｃｕｒｉｏｕｓ Ｌａｂｓ 开发的三维人体图像和动画软件， 是 迄 今 使 用 范 围 最 广 的 人 体 造型软件。该软件提供了大量现成的人体模型， 同时可以调整四肢和 身体的尺寸比例。另外， 该软件提供了多种各式的数据输出， 如 ＤＸＦ， ＯＢＪ，３ＤＳ，ＢＭＰ 等， 可以使其中的人体数据很方便的与其他软件进行交 互［４］ 。
【ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ】ＰＯＳＥＲ ｓｏｆｔｗａｒｅ； ＯＢＪ ｆｉｌｅｓ； ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ； ３Ｄ ｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌ ｍａｎｎｅｑｕｉｎ
随着服装业的发展和消费者对服装的和体度， 舒适度的要求的提 高 ， 市 场 对 三 维 服 装 ＣＡＤ 的 需 求 也 大 幅 增 加 ， 智 能 化 ， 信 息 化 的 三 维 服装 ＣＡＤ 开发已成为当今服装业的主流［１］ 。其中三维人体建模是三维 服 装 ＣＡＤ 的 基 础 ， 三 维 服 装 ＣＡＤ 的 网 上 定 制 ， 虚 拟 试 衣 等 功 能 都 离 不 开 三 维 人 体 。目 前 使 用 的 三 维 人 体 建 模 技 术 主 要 有 基 于 特 征 的 服 装 人体曲面建模， 参数化的曲面建模， 多面体建模和以网格边界线为条 件 的 三 维 人 体 建 模 。多 面 体 建 模 技 术 是 一 种 设 计 者 的 构 思 来 进 行 局 部 处理并生成人体模型的方法， 可以灵活的进行人体 结 构 设 计［２］ 。 本 文 采用多面体建模技术， 从 ＰＯＳＥＲ 软件中提出三维人体数据点的 ＯＢＪ 文件， 通过提出一种新的三角刨分算法对数据点进行优化， 利用 ＶＣ＋＋ 和 ＯｐｅｎＧＬ 建立三维人体仿真模型。
｝
２．３ 实现效果
本文利用上面提到的重建人台模型的算法， 以 ＶＣ＋＋为平台， 结合
ＯｐｅｎＧＬ 建立三维人台模型。生wk.baidu.com的人台线框图和光照渲染效果图如
下：
３．结论 本 文 通 过 ＰＯＳＥＲ 软 件 获 取 三 维 人 体 数 据 ， 在 ＶＣ＋＋框 架 下 ， 利 用 ＯｐｅｎＧＬ 技术， 采用多面体建模技术生成服装三维人体。在本文的基础
上可以进一步进行人体与服装相关尺寸的提取， 也可以进行曲面拟 合， 制作高真实性的三维人体， 为制作能够实现服装选购的网络化， 三 维试衣等功能的 ＣＡＤ 软件提供了一种快捷有效的解决方案。科
● 【参 考 文 献 】
［ １］ 徐美玲．服装 ＣＡＤ 在服装业中的应用与发展［ Ｊ］ ．纺织导报．２００２（２）：２４－ ２６． ［ ２］ 朱李丽， 邓中民， 李刚炎．三维服装 ＣＡＤ 中人体建模综述［ Ｊ］ ．武汉科技学院学 报．２００４（１）： １９－ ２１． ［ ３］ 雒薇艳， 李凤仙， 甘应进．国内外服装 ＣＡＤ 操作系统的对比与展望［ Ｊ］ ．吉林工 学院学报．２００２，２３（２）：５９－ ６１． ［ ４］ 叶洪涛．Ｐｏｓｅｒ 基础教程［ Ｍ］ ．北京： 清华大学出版社．２００５．９． ［ ５］ 向南平， 左廷英， 江资斌．ＯｐｅｎＧＬ 中 Ｍａｙａ 模型的应用［ Ｊ］ ．微型电脑应用．２００２ （１０）： ２９－ ３２．
ｆｏｒ（ｉｎｔ ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ ＝ ０； ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ ＜ ３； ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ＋＋）
｛
／／ 获得面对每个点的索引
ｉｎｔ ｉｎｄｅｘ ＝ ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｐＦａｃｅｓ［ｊ］．ｖｅｒｔＩｎｄｅｘ［ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ］；
／／ 给出法向量
ｇｌＮｏｒｍａｌ３ｆ （ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＮｏｒｍａｌｓ ［ｉｎｄｅｘ］．ｘ， ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＮｏｒｍａｌｓ ［
ｇｌＢｅｇｉｎ（ＧＬ＿ＴＲＩＡＮＧＬＥＳ）； ／／ 遍历所有的面 ｆｏｒ（ｉｎｔ ｊ ＝ ０； ｊ ＜ ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｎｕｍＯｆＦａｃｅｓ； ｊ＋＋） ｛ ／／ 遍历三角形的所有点
２３３
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２００８ 年 第 １ 期
记录每一个点的指针。建立点链表动态向内存申请 Ｎｏｄｅ 类对象的存 储 区 域， 将 其 指 针 加 入 到 ＮｏｄｅＬｉｓｔ 和 ＮｏｄｅＡｒｒｙ 中， 从 最 内 部 的 点 开 始， 直至将全部点都加入到链表中。计算出三角形数 ＴｒｉＮｕｍ， 此时三 角形号 ｎｕｍ 赋零值。
步骤 ２： 创建第一个三角形。 （１）从点链表中取出第一个点 Ｐ１， 遍 历 点 链 表 ＮｏｄｅＬｉｓｔ， 计 算 相 邻 各点 距 离， 寻 找 最 近 的 点 Ｐ２， 以 Ｐ１ Ｐ２ 为 基 边 用 准 则 ４ 找 第 三 点 Ｐ３， 则 Ｐ１， Ｐ２， Ｐ３ 为顶点的三角形。将 Ｐ１， Ｐ２， Ｐ３ 的索引号读入点三角形 数组（Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ）中。 （２）扩展初始边 Ｐ１Ｐ２。 （３）更新点 Ｐ１，点 Ｐ２，点 Ｐ３ 的表边。 步骤 ３： 循环扩展所有三角形。 （１）取出当前 的 三 角 形 ３ 个 顶 点 Ｐ１，Ｐ２， Ｐ３ 其 中 边 Ｐ１Ｐ２ 是 不 需 扩 展的边， Ｐ３Ｐ１ 需要扩展。 （２）扩展边 Ｐ３Ｐ１。 （３）以 Ｐ３， Ｐ１ 为 基 边 用 准 则 ４ 找 第 四 点 Ｐ４， 则 Ｐ１， Ｐ３， Ｐ４ 为 顶 点 的三角形。将 Ｐ１， Ｐ３， Ｐ４ 的索引号读入点三角形 数 组 （Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ） 中。 （４）若 ｎｕｍ＜＝ＴｒｉＮｕｍ， 返回步骤 ２； 否则， 步骤 ４。 步骤 ４ 算法结束。此时三角形数组（Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ）中保留了构成模 型的所有三角形的 ３ 个顶点的索引号值。 ２．利用 ＶＣ＋＋和 Ｏｐｅ ｎＧＬ 实现三维人体的建立 ＯｐｅｎＧＬ 是一种独立的图形硬件接口， 具有高性能的交互式三维 图形建模能力和跨平体性， 是从事三维图形开发工作的必要工具［７］。 ＶＣ＋＋是 Ｗｉｎｄｏｗｓ 环境下功能最强大的编程工具， ＶＣ＋＋中 可 以 直 接 嵌 入 ＯｐｅｎＧＬ 语句， 是 ＯｐｅｎＧＬ 天 然 的 开 发 工 具 。 故 本 文 利 用 ＶＣ＋＋和 ＯｐｅｎＧＬ 实现三维人体的建立。 ２．１ 建模步骤 实现人体建模的过程中， 我们首 先 从 ＯＢＪ 文 件 中 读 取 人 体 各 部 件曲面的顶点信息， 将各个部件的信息以链表的形式储存起来， 然后 遍历链表中的每一个节点， 使用 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三 角 剖 分 ， 然 后 再 求 出 各 顶 点的法向量。最后利用 ＯｐｅｎＧＬ 强大的消隐、着色等三维显 示 和 处 理 功能， 重建人体各部件的曲面。这样， 遍历完整个链表， 将链表上的每 个部件的曲面都显示出来， 就完成了整个人体的重建。 ２．２ 生成人体模型的主要程序 我们读入包含三维人体数据的 ＯＢＪ 文件， 从文件中读出每个面所 包含的三个顶点的坐标值， 通过函数 ｇｌＶｅｒｔｅｘ３ｆ（）来绘制每一个小三角 形面， 通过索引来将小三角形面进行连接， 生成三维人体网格， 并对每 一个小三角形面进行光照处理。主要程序如下：
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服装 ＣＡＤ 中三维人体建模技术研究
李宋明 林德静 （ 北京服装学院计算机教学中心 中国 北京 １０００２９）
【摘 要】本文从 ＰＯＳＥＲ 软件中导出包含三维人体数据点的 ＯＢＪ 文件， 通过三角剖分算法对数据点进行优化， 利用 ＶＣ＋＋和 ＯｐｅｎＧＬ 建 立 三维人体仿真模型。此方法建立人体模型快速， 精确度较高， 为进一步开发功能完善的服装三维 ＣＡＤ 系统提供了良好的平体。
【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｒｔｓ ｔｈｅ ＯＢＪ ｆｉｌｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ３Ｄ ｍａｎｎｅｑｕｉｎ’ｓ ｄａｙａ ｐｏｉｎｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＰＯＳＥＲ ｓｏｆｔｗａｒｅ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚｅｓ ｔｈｅ ｄａｙａ ｐｏｉｎｔｓ， ｕｓｅｓ ＶＣ＋＋ ａｎｄ ＯｐｅｎＧＬ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ３Ｄ ｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌ ｍａｎｎｅｑｕｉｎ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｕｉｌｄ ｍｏｄｅｌ ｑｕｉｃｋｌｙ ａｎｄ ｅｘａｃｔｌｙ， ｏｆｆｅｒ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｅｍｐｏｌｄｅｒｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｅｃｔ ｔｈｒｅｅ－ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＣＡＤ ｓｙｓｔｅｍ．
［ 责任编辑： 韩铭］
人台线框图
光照渲染效果图
ｉｎｄｅｘ ］．ｙ， ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｐＮｏｒｍａｌｓ［ ｉｎｄｅｘ ］．ｚ）；
ｇｌＶｅｒｔｅｘ３ｆ （ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＶｅｒｔｓ ［ｉｎｄｅｘ］．ｘ，ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＶｅｒｔｓ［ｉｎｄｅｘ］．ｙ，
ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｐＶｅｒｔｓ［ ｉｎｄｅｘ ］．ｚ）；
｝
｝
ｇｌＥｎｄ（）；
／／ 绘制结束
１．１ 三维人体数据的提取 本文所建的三维人体模型是以 ＰＯＳＥＲ 数据库中的女性人体为模 板， 选取男性人体模块转化为 ＯＢＪ 文件格式输出。直接导出的 ＯＢＪ 文 件并不适于直接构建三维模型， 要经过适当的处理才能使用。本文采 用 ＶＣ＋＋６．０ 的标准模板库技术和动态数组 技 术 将 ＯＢＪ 文 件 中 的 数 据 进行压缩处理， 去除掉以 ｖｔ，ｖｎ，ｕ ｓｅｎ ｔｌ，ｍ ｔｌｌｉｂ 为关键字的字符串， 只保 留文件中以 ｖ 为关键字的数据。本文采用了：：ｓｔｄ：：ｄｅｑｕｅ＜＞容器模板类 生成的对象来管理动态数组， 用其中的 ｐｕｓｈｂａｃｋ，ｉｎｓｅｒｔ，ｓｏｒｔ 等 函 数 对 保留的数据进行选择排序处理。经过处理后的人体数据， 包含了全部 的有用信息， 为接下来的人体建模提供了数据支持［５］ 。 １．２ 三维人体数据的优化处理 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三角剖分算法是一种常用的算法， 它的特点是剖分结果 的每个三角形都尽量接近等 边 三 角 形 。 三 维 散 乱 点 集 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三 角 曲面剖分在 ＣＡＧＤ／ＣＡＤ、反求工程等方面有着十分广泛的应用。故本 系 统 采 用 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三 角 剖 分 法 来 处 理 从 Ｐｏｓｅｒ 中 导 出 的 人 台 曲 面 的 顶点， 将他们按小三角平面行进重建。以下是 Ｄｅｌａｕｎａｙ 算法的实现步 骤。 步骤 ｌ： 建立点链表（ＮｏｄｅＬｉｓｔ）， 负责管理平面上的点集 Ｓ。建立三 角形链表（Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ）， 负责记录所生成 的 三 角 形， 链 上 每 一 个 结 点 记录了三角形 ３ 个顶点的索引号 ： 建 立 点 指 针 数 组 （ＮｏｄｅＡｒｒｙ）， 负 责
【关键词】ＰＯＳＥＲ 软件； ＯＢＪ 文件； 三角刨分算法； 三维人体仿真模型 Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｆｏｒ Ａｐｐａｒ ｅｌ ３Ｄ Ｍａｎｎｅｑｕｉｎ Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ Ｉｎ ｔｈｒ ｅｅ－ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＣＡＤ ｓｙｓｔｅｍ． ＬＩ Ｓｏｎｇ－ ｍｉｎｇ ＬＩＮ Ｄｅ－ ｊｉｎｇ （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｅｎｔｅｒ ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ）
１．三维人体数据的提取和处理
要 进 行 三 维 人 体 建 模 就 必 须 得 到 人 体 的 三 维 数 据 。人 体 的 三 维 数 据 一 般 是 通 过 三 维 人 体 自 动 扫 描 测 量 设 备 获 取 的 。但 其 所 测 的 结 果 没 有排除人体着装的影响， 与服装业对人体测量的要求以及 ＣＡＤ／ＣＡＭ 技术的要求仍有一定的差距； 另外， 人体自动扫描测量设备， 如德国 Ｔｅｃｍａｔｈ 公 司 的 ＶＩＴＵＳ 人 体 扫 描 仪 等 ， 价 格 都 十 分 昂 贵 ， 不 太 适 合 目 前中国大部分中小服装企业［３］ 。本文在参阅了各种资 料 后 ， 选 用 三 维 人 体 建 模 软 件 ＰＯＳＥＲ 来 获 得 人 体 三 维 数 据 。ＰＯＳＥＲ 是 美 国 Ｃｕｒｉｏｕｓ Ｌａｂｓ 开发的三维人体图像和动画软件， 是 迄 今 使 用 范 围 最 广 的 人 体 造型软件。该软件提供了大量现成的人体模型， 同时可以调整四肢和 身体的尺寸比例。另外， 该软件提供了多种各式的数据输出， 如 ＤＸＦ， ＯＢＪ，３ＤＳ，ＢＭＰ 等， 可以使其中的人体数据很方便的与其他软件进行交 互［４］ 。
【ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ】ＰＯＳＥＲ ｓｏｆｔｗａｒｅ； ＯＢＪ ｆｉｌｅｓ； ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ； ３Ｄ ｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌ ｍａｎｎｅｑｕｉｎ
随着服装业的发展和消费者对服装的和体度， 舒适度的要求的提 高 ， 市 场 对 三 维 服 装 ＣＡＤ 的 需 求 也 大 幅 增 加 ， 智 能 化 ， 信 息 化 的 三 维 服装 ＣＡＤ 开发已成为当今服装业的主流［１］ 。其中三维人体建模是三维 服 装 ＣＡＤ 的 基 础 ， 三 维 服 装 ＣＡＤ 的 网 上 定 制 ， 虚 拟 试 衣 等 功 能 都 离 不 开 三 维 人 体 。目 前 使 用 的 三 维 人 体 建 模 技 术 主 要 有 基 于 特 征 的 服 装 人体曲面建模， 参数化的曲面建模， 多面体建模和以网格边界线为条 件 的 三 维 人 体 建 模 。多 面 体 建 模 技 术 是 一 种 设 计 者 的 构 思 来 进 行 局 部 处理并生成人体模型的方法， 可以灵活的进行人体 结 构 设 计［２］ 。 本 文 采用多面体建模技术， 从 ＰＯＳＥＲ 软件中提出三维人体数据点的 ＯＢＪ 文件， 通过提出一种新的三角刨分算法对数据点进行优化， 利用 ＶＣ＋＋ 和 ＯｐｅｎＧＬ 建立三维人体仿真模型。
｝
２．３ 实现效果
本文利用上面提到的重建人台模型的算法， 以 ＶＣ＋＋为平台， 结合
ＯｐｅｎＧＬ 建立三维人台模型。生wk.baidu.com的人台线框图和光照渲染效果图如
下：
３．结论 本 文 通 过 ＰＯＳＥＲ 软 件 获 取 三 维 人 体 数 据 ， 在 ＶＣ＋＋框 架 下 ， 利 用 ＯｐｅｎＧＬ 技术， 采用多面体建模技术生成服装三维人体。在本文的基础
上可以进一步进行人体与服装相关尺寸的提取， 也可以进行曲面拟 合， 制作高真实性的三维人体， 为制作能够实现服装选购的网络化， 三 维试衣等功能的 ＣＡＤ 软件提供了一种快捷有效的解决方案。科
● 【参 考 文 献 】
［ １］ 徐美玲．服装 ＣＡＤ 在服装业中的应用与发展［ Ｊ］ ．纺织导报．２００２（２）：２４－ ２６． ［ ２］ 朱李丽， 邓中民， 李刚炎．三维服装 ＣＡＤ 中人体建模综述［ Ｊ］ ．武汉科技学院学 报．２００４（１）： １９－ ２１． ［ ３］ 雒薇艳， 李凤仙， 甘应进．国内外服装 ＣＡＤ 操作系统的对比与展望［ Ｊ］ ．吉林工 学院学报．２００２，２３（２）：５９－ ６１． ［ ４］ 叶洪涛．Ｐｏｓｅｒ 基础教程［ Ｍ］ ．北京： 清华大学出版社．２００５．９． ［ ５］ 向南平， 左廷英， 江资斌．ＯｐｅｎＧＬ 中 Ｍａｙａ 模型的应用［ Ｊ］ ．微型电脑应用．２００２ （１０）： ２９－ ３２．
ｆｏｒ（ｉｎｔ ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ ＝ ０； ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ ＜ ３； ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ＋＋）
｛
／／ 获得面对每个点的索引
ｉｎｔ ｉｎｄｅｘ ＝ ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｐＦａｃｅｓ［ｊ］．ｖｅｒｔＩｎｄｅｘ［ｗｈｉｃｈＶｅｒｔｅｘ］；
／／ 给出法向量
ｇｌＮｏｒｍａｌ３ｆ （ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＮｏｒｍａｌｓ ［ｉｎｄｅｘ］．ｘ， ｐＯｂｊｅｃｔ － ＞ｐＮｏｒｍａｌｓ ［
ｇｌＢｅｇｉｎ（ＧＬ＿ＴＲＩＡＮＧＬＥＳ）； ／／ 遍历所有的面 ｆｏｒ（ｉｎｔ ｊ ＝ ０； ｊ ＜ ｐＯｂｊｅｃｔ－ ＞ｎｕｍＯｆＦａｃｅｓ； ｊ＋＋） ｛ ／／ 遍历三角形的所有点
２３３
科技信息
○高校讲坛○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 １ 期
记录每一个点的指针。建立点链表动态向内存申请 Ｎｏｄｅ 类对象的存 储 区 域， 将 其 指 针 加 入 到 ＮｏｄｅＬｉｓｔ 和 ＮｏｄｅＡｒｒｙ 中， 从 最 内 部 的 点 开 始， 直至将全部点都加入到链表中。计算出三角形数 ＴｒｉＮｕｍ， 此时三 角形号 ｎｕｍ 赋零值。
步骤 ２： 创建第一个三角形。 （１）从点链表中取出第一个点 Ｐ１， 遍 历 点 链 表 ＮｏｄｅＬｉｓｔ， 计 算 相 邻 各点 距 离， 寻 找 最 近 的 点 Ｐ２， 以 Ｐ１ Ｐ２ 为 基 边 用 准 则 ４ 找 第 三 点 Ｐ３， 则 Ｐ１， Ｐ２， Ｐ３ 为顶点的三角形。将 Ｐ１， Ｐ２， Ｐ３ 的索引号读入点三角形 数组（Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ）中。 （２）扩展初始边 Ｐ１Ｐ２。 （３）更新点 Ｐ１，点 Ｐ２，点 Ｐ３ 的表边。 步骤 ３： 循环扩展所有三角形。 （１）取出当前 的 三 角 形 ３ 个 顶 点 Ｐ１，Ｐ２， Ｐ３ 其 中 边 Ｐ１Ｐ２ 是 不 需 扩 展的边， Ｐ３Ｐ１ 需要扩展。 （２）扩展边 Ｐ３Ｐ１。 （３）以 Ｐ３， Ｐ１ 为 基 边 用 准 则 ４ 找 第 四 点 Ｐ４， 则 Ｐ１， Ｐ３， Ｐ４ 为 顶 点 的三角形。将 Ｐ１， Ｐ３， Ｐ４ 的索引号读入点三角形 数 组 （Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ） 中。 （４）若 ｎｕｍ＜＝ＴｒｉＮｕｍ， 返回步骤 ２； 否则， 步骤 ４。 步骤 ４ 算法结束。此时三角形数组（Ｄｅｌａｕｎａｙ Ｌｉｓｔ）中保留了构成模 型的所有三角形的 ３ 个顶点的索引号值。 ２．利用 ＶＣ＋＋和 Ｏｐｅ ｎＧＬ 实现三维人体的建立 ＯｐｅｎＧＬ 是一种独立的图形硬件接口， 具有高性能的交互式三维 图形建模能力和跨平体性， 是从事三维图形开发工作的必要工具［７］。 ＶＣ＋＋是 Ｗｉｎｄｏｗｓ 环境下功能最强大的编程工具， ＶＣ＋＋中 可 以 直 接 嵌 入 ＯｐｅｎＧＬ 语句， 是 ＯｐｅｎＧＬ 天 然 的 开 发 工 具 。 故 本 文 利 用 ＶＣ＋＋和 ＯｐｅｎＧＬ 实现三维人体的建立。 ２．１ 建模步骤 实现人体建模的过程中， 我们首 先 从 ＯＢＪ 文 件 中 读 取 人 体 各 部 件曲面的顶点信息， 将各个部件的信息以链表的形式储存起来， 然后 遍历链表中的每一个节点， 使用 Ｄｅｌａｕｎａｙ 三 角 剖 分 ， 然 后 再 求 出 各 顶 点的法向量。最后利用 ＯｐｅｎＧＬ 强大的消隐、着色等三维显 示 和 处 理 功能， 重建人体各部件的曲面。这样， 遍历完整个链表， 将链表上的每 个部件的曲面都显示出来， 就完成了整个人体的重建。 ２．２ 生成人体模型的主要程序 我们读入包含三维人体数据的 ＯＢＪ 文件， 从文件中读出每个面所 包含的三个顶点的坐标值， 通过函数 ｇｌＶｅｒｔｅｘ３ｆ（）来绘制每一个小三角 形面， 通过索引来将小三角形面进行连接， 生成三维人体网格， 并对每 一个小三角形面进行光照处理。主要程序如下：