● 摘要
随着虚拟现实技术的不断发展和网络购物的兴起，虚拟试衣技术成为近年来新兴的研究热点。虚拟试衣是将现实世界中的服装穿戴效果通过计算机仿真技术进行重现，使人们在无需试穿的情况下就能通过计算机看到真实世界中的服装样式和穿着效果。虚拟试衣技术在多个领域都有重要的应用价值，尤其是在服装消费领域，能够极大的提高消费者的购物体验，方便消费者根据自己的体型、对服装的喜好来挑选服装进行快速试穿。
本文对虚拟试衣关键技术进行研究和实现，工作内容主要包括以下四个方面：
1.应变约束的有限元方法。本文使用基于Green-Lagrange应变张量的有限元方法对布料的弹性力建模，提出一种应变约束的方法通过约束单元应变来约束布料的整体形变，提高系统的稳定性；通过对有限单元法的计算进行分解，预计算由布料初始状态决定的量，提高系统的仿真速度。
2.基于力学原理的布料仿真模型。首先使用有限元方法对弹性力进行建模；扩展等距弯曲模型来计算各向异性弯曲力；根据单元应变能量大小对单元顶点施加自适应的阻尼力。然后使用一种隐式积分的方法对力学微分方程进行求解。最后使用应变约束的方法对布料形变进行约束，抑制布料的过度拉伸和压缩。
3.碰撞检测与碰撞响应。本文使用八叉树结构对人体模型进行划分，实现自适应距离场的碰撞检测方法；使用基于线性阻尼弹簧的惩罚力方法对碰撞进行响应，并在此基础上改进一种双层碰撞响应模型，对碰撞响应进行优化。
4.虚拟试衣原型系统。以二维服装面片信息作为输入，使用Delaunay三角剖分算法将面片三角网格化并映射到三维场景中进行面片缝合；在仿真过程中，根据力学模型分析服装受力，并对服装与人体模型发生的碰撞进行检测和响应；最后服装迭代到一个稳定的状态静止在人体模型身上。