着装模拟装置和模拟方法 【技术领域】
本发明涉及着装模拟，特别是涉及直至在人体模型的周围将衣片接合为止的处理。
背景技术 专利文献1、2(日本特开平10‑134095、日本特开2000‑3383)表示了对人体模型穿着的衣物的着装模拟。衣物由多个衣片构成，衣物与人体模型接触时，衣物由于来自人体模型的斥力而移动。在模拟中，将衣片配置于人体模型的周围，指定衣片之间的接合关系，将衣片假想地缝合。在该说明书中，将使衣片缝合等情况称为“接合”。接着，考虑作用于衣物的各种力，进行模拟。作用于衣物的力，包括伴随衣物的变形而产生的应力、来自人体模型的斥力、作用于衣物的重力、衣物变形过程中的衣物彼此的摩擦力或与人体模型之间的摩擦力等。
使衣片接近于人体模型的周围而配置是困难的。但是，衣片的初始配置距离人体模型较远时，到假想的接合为止的处理时间较长。而且已经明确，接合时的衣片的配置不自然时，模拟中的衣物的自然绉(drap)等变得不自然。可以认为这是由于，例如自然绉因作用于衣物的重力、摩擦力等较弱的力而产生，因此接合时的初始的衣物的形状不自然时，自然绉就变得不自然。此外，可以想到，自然绉与衣物因重力而下垂有关，接合衣片时，如果衣物不是能够从那里稍微下垂的形状，自然绉就变得不自然。因此，需要通过能够将衣片简单地配置在人体模型的周围且使直至接合为止的处理变得容易，来缩短模拟所需要的时间。此外，需要在接合开始时使衣片在人体模型的周围形成自然的形状，以能够在模拟中表现自然绉等。
专利文献1：日本特开平10‑134095
专利文献2：日本特开2000‑3383
【发明内容】
本发明的课题是，能够在短时间内执行直至衣片的假想的接合为止的阶段，且使接合时的衣物形成自然的形状。
本发明中，提供一种装置，其将配置在人体模型周围的衣物中假想的衣片接合，并对于接合后的假想的衣物模拟穿着于人体模型的着装状态，其特征在于，设有：
用于在应接合的多个衣片的端部间的中间产生假想的接合部的单元；
用于朝向所述假想的接合部且以避免与人体模型的干涉的方式使所述多个衣片的端部移动的单元；以及
用于使所述多个衣片的其他部分根据所述端部的位置而移动的单元，
重复进行假想的接合部的产生和端部的移动，直至所述多个衣片彼此接触为止。
本发明中，还提供一种方法，其将配置在人体模型周围的衣物中假想的衣片接合，并对于接合后的假想的衣物模拟穿着于人体模型的着装状态，其特征在于，
在应接合的多个衣片的端部间的中间产生假想的接合部，
朝向所述假想的接合部且以避免与人体模型的干涉的方式使所述多个衣片的端部移动，
使所述多个衣片的其他部分根据所述端部的位置而移动，
重复进行假想的接合部的产生和端部的移动，直至所述多个衣片彼此接触为止。
本发明进一步提供一种程序，由数字信息处理装置执行，将配置 在人体模型周围的衣物中假想的衣片接合，并对于接合后的假想的衣物模拟穿着于人体模型的着装状态，其特征在于，包括：
用于在应接合的多个衣片的端部间的中间产生假想的接合部的指令；
用于朝向所述假想的接合部且以避免与人体模型的干涉的方式使所述多个衣片的端部移动的指令；
用于使所述多个衣片的其他部分根据所述端部的位置而移动的指令；以及
用于重复进行假想的接合部的产生和端部的移动直至所述多个衣片彼此接触为止的指令。
优选的是，检测人体模型与衣片的干涉，在所述端部的移动前，使与人体模型发生干涉的衣片以远离人体模型的方式移动直至干涉消除的位置。
此外，优选的是，所述各衣片由多个多边形构成，并且还设有用于在接合多个衣片后使多边形变得更细小的单元。
在本说明书中，有关模拟装置的记载也直接适用于模拟方法及模拟程序，有关模拟方法的记载也直接适用于模拟装置。作为对象的衣物可以是机织物，也可以是针织物。
本发明中，能够在人体模型的表面附近且以比较自然的形状将衣片接合。而且，从该状态开始模拟着装状态时，能够进行表现了自然绉等的逼真的模拟。
初始地配置衣片时，如果在衣片与人体模型干涉时使衣片向人体模型的外部移出，则能够容易地在人体模型的附近配置衣片。因此，衣片的配置较容易，还能够简单地进行直至模拟开始为止的处理。
在直至接合衣片为止的阶段使用粗大的多边形，而在接合后的模拟阶段使用精细的多边形时，能够进一步缩短直至衣片的接合为止的处理时间。
【附图说明】
图1是实施例的着装模拟装置的框图。
图2是表示实施例的着装模拟方法的流程图。
图3是实施例的着装模拟程序的框图。
图4是示意地表示实施例中的初始移动的图。
图5是示意地表示实施例中的朝向接合线的移动的图。
图6是表示实施例中的着装模拟的例子的图。
图7是表示实施例中的着装模拟的其他例子的图。
图8是将图7的初始状态放大表示的图。
图9是表示图8的下一个阶段的图。
图10是表示图9的下一个阶段的图。
图11是表示图10的下一个阶段的图。
图12是表示图11的下一个阶段的图。
图13是表示图12的下一个阶段的图。
标号说明
2着装模拟装置 4手动输入部 6图像输入输出部
8彩色监视器 10彩色打印机 12存储器
14冲突检测部 16移动部 18初始移动部 20接合线处理部
22主模拟单元 24多边形管理部
31接合线处理指令 32冲突检测指令 33初始移动指令
34移动指令 35主模拟指令 36多边形管理命令
40人体模型 41轴 42～44衣片 45、46接合线
47衣片
【具体实施方式】
以下表示用于实施本发明的最佳实施例。
实施例
图1～图13中表示实施例的着装模拟。图1中，2是着装模拟装置，4是手动输入部，如键盘、鼠标、轨迹球、记录针等。6是图像输入输出部，输入输出图像数据，如磁盘驱动器、网络接口等。8是彩色监视器，10是彩色打印机。12是存储器，存储人体模型的三维数据、衣物的各衣片的多边形数据以及对于由多个多边形构成的衣物进行渲染的数据、及模拟结果的三维图像数据等。渲染数据中，包括用于对多边形进行描绘的组织数据、着色数据等。
14是冲突检测部，检测人体模型和衣物的冲突。移动部16使衣物的各衣片的端部朝向接合线移动，并且在接合的过程中与人体模型冲突时，由冲突检测部14进行检测。接合线是表现衣片之间的假想的接合部的线，也可以代替线而使用进行接合的点的序列。而且，在检测出冲突的情况下，移动部16以使衣物的各衣片在人体模型表面反射的方式使其移动，并使其移动直至衣片的端部在接合线上彼此接触为止。初始移动部18在初始时将衣片配置在人体模型的周围时，以人体模型和衣片不干涉的方式，使衣片向人体模型的外部移动。衣物的各衣片通过手动输入部4等被配置在人体模型的周围。此时，如果衣片与人体模型接触或陷入人体模型中，则人体模型和衣物发生干涉。通过冲突检测部14检测出这种干涉，通过初始移动部18使干涉的衣片远离人体模型而避免干涉。
接合线处理部20产生接合线，并且伴随衣片的移动而使接合线移动。例如在接合两个衣片的情况下，将应接合的两个衣片的端部间的中间、例如距两个衣片的端部的距离相等的点连接而成的线作为接合线。然后，衣片通过移动部16移动时，相应地使接合线移动或重新产生接合线。这期间衣片、特别是衣片端部与人体模型冲突时，使衣片在人体模型表面反射。此外，在接合线位于人体模型的内部的情况下， 也可以使接合线移出到人体模型的外部，不需要使衣片朝向接合线移动的过程中的反射。该情况下，例如，使接合线垂直于连接两端部的线而移动，直至连接接合线与衣片的端部的线不与人体模型发生干涉的位置。
主模拟单元22对于接合衣片后的假想的衣物模拟穿着于人体模型的着装状态。在模拟中，例如考虑到根据衣片的多边形之间的位置关系而产生的应力、作用于多边形的重力、以及因与人体模型的干涉而产生的斥力、人体模型与衣物或衣物相互的摩擦力等而进行模拟。该模拟本身通过上述的专利文献1、2是公知的。多边形管理部24对于衣物的各衣片产生多边形，在直至接合为止的阶段使用粗大的多边形，在主模拟单元22中的模拟的阶段使用精细的多边形，从而能够在短时间内执行直至衣片的接合为止的处理，且能够进行正确的模拟。
图2中表示了模拟的算法。相对于人体模型初始地配置衣物的各衣片，指定接合关系。此外，也可以使人体模型已经穿着内衣等其他的衣物后，从其上以叠穿的方式配置衣物的各衣片。也可以以衣片与人体模型接触的方式、或衣片陷入人体模型中的方式配置衣片，检测衣片与人体模型的干涉，使存在干涉的衣片远离人体模型。此处，为了减少衣片的变形，优选不是仅仅使存在干涉的部位远离人体模型，而是使衣片作为整体远离人体模型。
接着，为了接合衣片的端部和端部，在它们中间产生接合线。然后使衣片的端部朝向接合线移动。此时衣片的端部与人体模型干涉时，使衣片从人体模型反射。此外，伴随衣片的端部的移动，也同样地使衣片的其他部分移动。然后，衣片的端部接近直至可接合的距离时，结束衣片的移动，将衣片彼此接合。然后，较精细地分割多边形，执行主模拟。
图3中表示模拟程序。着装模拟装置2由计算机构成，模拟程序 存储于模拟装置2中，执行以下的指令。此外，模拟程序通过CDROM等存储介质、载波等向模拟装置2提供。接合线处理指令31在应接合的衣片的端部与端部之间产生接合线，衣片的端部移动时，随之使接合线移动。冲突检测命令32检测出人体模型与衣片的冲突，此处冲突不仅是接触的情况，还包括衣片陷入人体模型内侧的情况。初始移动指令33在初始时使与人体模型干涉的衣片向人体模型的外侧移动。移动指令34使衣片朝向接合线移动，在该期间与人体模型冲突时，使衣片在人体模型表面反射。主模拟指令35对于移动直至接合位置而假想地接合的衣物执行着装状态的模拟。多边形管理指令36将衣物的各衣片分割为多个多边形，多边形的尺寸在直至接合为止的阶段比主模拟中的粗大。
图4中表示初始移动的例子，设40在人体模型上例如是臂，41是人体模型的轴，此处为臂的轴。检测出衣片42陷入人体模型40中时，使衣片42作为整体向远离轴41的方向平行移动，移动直至例如衣片43的位置。
图5表示利用了接合线的衣片的移动，设在人体模型40的左右两侧存在衣片43、44。将衣片43、44的例如上端彼此接合，因此在它们中间存在接合线45。使衣片43、44的上端朝向接合线45移动时，与人体模型发生干涉，因此像图5那样发生反射。此外，此处相对于人体模型的表面使衣片端部的入射角和反射角相等，但不一定需要这样。使衣片43、44的端部移动时，也使其他的多边形追随之而移动。例如固定衣片43、44的端部附近的多边形，其他的多边形作为因多边形之间的弹力而被拉向端部的多边形的多边形而移动。
接着，相对于移动后的端部，使接合线45向接合线46移动。然后，使左右的衣片朝向接合线46移动。重复该处理时，如衣片47那样，能够在人体模型40的周围将衣片彼此接合。此外，衣片43、44的下端的接合，既可以与上端的接合同时进行，也可以在接合上端侧 后接合下端侧。衣片中像褶子那样还存在衣片内的裂缝。因此，也可以相比衣片之间的接合优先执行衣片内的接合。
实施例中，在连接衣片的端部和端部的线的中间产生接合线，使衣片朝向接合线移动，衣片与人体模型冲突时使衣片反射。也可以代替反射以不与衣片接触的方式变更衣片端部的移动方向。例如在图5的情况下，也可以不使衣片端部朝向接合线45水平地移动，而使端部朝向从衣片43、44的端部观察的人体模型40的切线方向移动，这也是可以的。
图6中表示从衣片的初始配置开始直至接合的过程。在图的左上方，衣片与人体模型在胸的部分干涉，使相当于前身片的衣片远离人体模型，接着使各衣片朝向接合线移动，由此得到图6的右下方的状态。该状态接近在衣物中宽松地穿过臂、身体的状态。然后，由此开始模拟时，能够正确地表现由于与人体模型的摩擦、作用于衣物的重力等微小的力而产生的自然绉。
图7～图13中表示初始配置的例子，将图7的处理放大而表示于图8～图13中。在图8的阶段，衣片移出到人体的外侧，但接合线的一部分位于人体模型的内侧。使衣片的各端部朝向接合线移动，接合线处于人体模型的外侧时直接使衣片的各端部移动，接合线处于人体模型的内侧时以衣片沿着人体模型反射的方式使衣片的各端部移动。这样处理后，在图13中接合结束。此外，图8～图13中，人体模型及衣片表面的三角形表示多边形。
在实施例中可得到以下的效果。
(1)在衣片的初始配置中，衣片也可以陷入人体模型中。因此能够在人体模型的附近且简单地配置衣片。陷入人体模型中的衣片从人体模型向不干涉的位置移动。
(2)使衣片朝向接合线移动，该期间与人体模型发生干涉的情况 下，通过修正衣片端部的移动方向，能够自然地在人体模型的表面附近进行接合。
(3)使衣片的多边形较粗大直至接合为止，使一步中的移动距离比主模拟中的大，由此能够在短时间内接合。
(4)通过(1)～(3)，能够缩短直至主模拟的开始为止的处理时间。
(5)在接合衣片后的阶段，衣物形成比较自然的形状，没有褶皱。由此开始执行主模拟时，自然绉等自然地产生，能够进行逼真的模拟。根据发明人的经验，不进行衣片的初始移动而在人体模型的内部也接合衣片，并在接合后进行向人体模型外部移出的处理时，不能表现自然绉的情况较多。