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近年来,计算机技术和计算机图形技术正以十分迅猛的速度发展,在软硬件技术的带动下,三维虚拟服装设计与展示系统也呈现出繁荣的景象,并且对服装行业市场产生了深远的影响。服装设计与展示正由传统的手工剪裁设计、试样展示模式向无纸化、三维立体裁剪展示设计模式转变。这种高效的、快捷的、真实的服装设计模式,正在被越来越多的服装设计师所接受,不仅加快了他们设计的速度,同时扩宽了创作的想象空间。因此,将VR交互技术应用到服装设计行业,实现虚拟服装设计与展示,在数字化服装设计中有着广泛的应用前景。 服装设计与服装展示作为服装发展的两个重要分支,如何快速与高效的缩短研发到展示的生产周期,成为二者共同关注的一个关键性问题。随着虚拟服装设计软件和虚拟试衣技术的普及,服装设计的发展日趋成熟。在服装展示领域,由于展示方式的多样性,导致服装展示系统也各有不同。突破传统展示设计思维,融入先进展示技术,充分、高效的与设计系统相结合,成为服装展示系统未来的发展趋势。对于目前的数字化服装展示大多数使用三维设计软件进行后期渲染合成视频的形式进行展示,没有考虑到展示的实时性和多角度观察的需求。结合诸多问题,本文服装展示研究从两个方面出发:一方面,如何利用现有的图形图像技术实现服装展示的实时渲染功能;另一方面,如何利用全息投影技术来增强虚拟设计服装模特和真实采集服装模特的展示效果,满足多方位、多角度的全息展示功能。针对如上问题,本文完成的创新工作如下: (1)针对现有虚拟服装展示动画渲染合成的高耗时性,本文利用一种基于深度图像的实时重光照模型实现虚拟服装动画的实时渲染。利用虚拟服装帧动画的每帧的深度图提取图像法向信息,结合传统的图形学光照反射模型进行重光照计算,实现虚拟服装动画的实时渲染。 (2)为了实现真实服装模特在现实场景中的自适应光照渲染,本文提出了一种在光场采集环境下的多角度实时重光照模型。利用光场采集设备进行图像采集,通过三维重建技术获取真实模特的表面的法向信息,使用HDR环境贴图模拟真实环境光源,结合全光函数的重光照算法计算,渲染出真实场景下服装模特的表面成像效果。 (3)利用由柜体、分光镜、投影仪、主机构成的三维虚拟投影展示系统,基于全息投影成像原理,结合重光照模型与多角度相机设计,将真实或近似于真实的服装模特重现于全息虚拟环境中,构成了动静结合的多角度全息服装展示系统。 实验结果表明,本文所述的基于重光照技术的服装展示研究方法具有良好的实时渲染效果,为高效的服装展示发展提供了一个全新的研究思路,具有较高的研究价值和实用价值。同时,服装展示系统利用主流的全息投影成像技术,满足了服装多方位、多角度展示的需求,营造了一种虚实结合的三维立体呈现效果。