三维人体测量技术是不同于传统手工测量方式的现代化技术,它为虚拟试衣以及服装的个性化定制等领域提供了快速高效的尺寸基础。本文以椭圆傅里叶曲线拟合人体特征曲线为基础,结合三维人体测量技术和三维人体建模,实现不同三维人体间的变形,为虚拟试衣和服装个性化等领域提供人体模型的基础。本文主要涉及的研究内容有以下几个方面:(1)三维人体扫描本研究中的三维人体扫描是在室内的人体扫描室内进行,使用的设备是项目团队自主开发的多机扫描设备,这套扫描设备的优点是扫描人体信息覆盖范围广,不易出现点云的数据缺失的状况;扫描时间快,一个完整人体的扫描时间约在11-12s就可以完成。本研究的扫描对象是100名18-25岁的年轻女性,扫描对象的身体特征起伏比较大,且身体各部位的结构特征明显。(2)三维人体数据的获取与处理本研究中由多机扫描设备获取的三维人体数据是在逆向工程软件中进行处理的,对人体三维点云的数据进行降噪、去除体外孤点和减少数据点等操作对点云的数据进行优化,然后对处理好的点云数据进行封装,得到人体的三维模型,完成对孔洞的填充和表面优化处理的工作之后,就得到了完整的三维人体封装模型,可以为研究中要进行的其他工作提供了人体模型基础。(3)三维人体数据的测量三维人体测量的工作中用到的三维测量软件是项目团队自主开发的测量软件,将逆向软件处理好的人体模型导入测量软件中,进行自动测量,软件可以根据模型的身体特征,自动识别人体中的主要特征点,分析计算得出人体的三维尺寸。(4)人体特征曲线的椭圆傅里叶拟合人体的特征轮廓曲线都是近似椭圆形的平滑曲线,根据人体特征曲线的这个特点,本研究中提取人体躯干中比较能反映人体躯干特征的特征曲线,并对100名被测对象相应部位的特征曲线进行椭圆傅里叶曲线的拟合。在单条特征曲线的椭圆傅里叶拟合基础上,本研究建立人体躯干的椭圆傅里叶拟合模型,将人体躯干分为47层特征曲线,并进行椭圆傅里叶拟合,为人体的变形提供模型基础。(5)拟合曲线的主成分分析和误差分析利用人体特征曲线的椭圆傅里叶描绘子得到人体躯干主要特征部位拟合曲线的各主成分,为躯干拟合模型的主成分分析做基础,将拟合曲线与人体原始特征轮廓曲线进行误差分析,确定椭圆傅里叶曲线拟合时的最大谐波次数为20。将被测对象扫描模型的躯干进行等距离的分层,每个躯干得到47条特征轮廓曲线,同时建立躯干椭圆傅里叶拟合模型,对躯干椭圆傅里叶拟合模型进行主成分分析,也得到各主成分的方差贡献率。(6)基于椭圆傅里叶拟合曲线的人体变形将人体特征曲线的椭圆傅里叶拟合曲线和躯干椭圆傅里叶拟合模型的主成分分析结果与人体的三维形态特征,通过参数化的表达构建多元回归关系,通过分析椭圆傅里叶拟合曲线的各主成分,就能得到相应人体部位的形态特征。借助Matlab R2014b平台,开发人体变形软件,在主成分和人体形态关联的基础上实现数据库内人体形态的自由变换。本研究最终实现了三维人体测量、椭圆傅里叶曲线拟合人体特征曲线及主成分分析、基于椭圆傅里叶拟合曲线的三维人体建模和不同三维人体间的变形等几个方面,为虚拟试衣和服装的个性化定制等方面提供了基础条件。