基于VR的發(fā)型設計

楊霜紅，桑海偉，陳 海，何俊伶，何儒洋，王乾花

（1.貴州師范學院 數(shù)學與計算機科學學院，貴州 貴陽 550018；2.貴州師范學院 大數(shù)據(jù)科學與智能工程研究院，貴州 貴陽 550018）

0 引 言

隨著現(xiàn)代信息技術的高速發(fā)展，21世紀，虛擬現(xiàn)實技術作為一門科學技術發(fā)展會慢慢走向穩(wěn)定，人類已經(jīng)實現(xiàn)了許多不可能實現(xiàn)的夢想，虛擬現(xiàn)實技術（VR技術）時代已經(jīng)來臨，目前虛擬技術在生活中隨處可見，比如3D電影、游戲、潛水、密室逃離等。這種VR仿真技術能夠幫助人們實現(xiàn)體驗虛擬世界的夢想，VR技術已在各行各業(yè)中得到廣泛的應用。

目前市面上有很多發(fā)型設計軟件，但都是2D靜態(tài)圖片形式，無法真實反映出發(fā)型的動態(tài)效果，不能從根本上打消消費者的顧慮。同時，可選的款式和顏色等都已經(jīng)作了限制無法更改，展示不出消費者自己最想要的設計效果。顯然，現(xiàn)有技術中這種發(fā)型推薦的“死板”和溝通時間相對較長已經(jīng)不能滿足廣大美發(fā)師和消費者的需要。基于VR的發(fā)型設計可以根據(jù)用戶臉型自動匹配合適的發(fā)型，并實時“戴”在頭上，緊密貼合，打消了消費者的顧慮，最大程度反映出真實的發(fā)型動態(tài)效果。

1 系統(tǒng)結構的設計

本系統(tǒng)主要由控制單元、網(wǎng)絡單元、播放單元以及人體3D信息采集單元構成。其中控制單元是系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)對信息的運算、處理；網(wǎng)絡單元是控制單元和播放單元之間的橋梁；播放單元采用人機界面，可以展現(xiàn)用戶選擇相應發(fā)型后的直觀效果；3D信息采集單元進行人體信息采集，所采集的信息經(jīng)處理后在播放單元顯示。系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程圖

2 發(fā)型設計的基本單元

2.1 人體3D信息采集單元

人體3D信息采集單元主要通過3D掃描儀采集人體信息。采用Sense 3D掃描儀對人體信息進行抓取，通過拍攝高清晰度的彩色照片，融合幾何和光度立體恢復技術，微調捕捉的高分辨率三維彩色圖像。通過轉動3D掃描儀對人進行不同角度的掃描，提取出人的五官特征以及其他特征信息，產(chǎn)生一組序列圖像。為了保留人的真實特征，每次3D掃描儀旋轉較小角度，拍攝好照片后，應用軟件將原始圖像數(shù)據(jù)處理成3D模型文件，并可以修改和潤色。

2.2 網(wǎng)絡單元

網(wǎng)絡單元是整個系統(tǒng)的信息樞紐，進行系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的傳輸。客戶端通過TCP/IP協(xié)議與服務器進行數(shù)據(jù)交互服務器通過UART通信控制M0（顯示設備，輸入設備，檢測設備）進行指定的動作等。網(wǎng)絡單元示意圖如圖2所示。

2.3 控制單元

通過采用以計算機技術為核心的現(xiàn)代高科技手段生成虛擬環(huán)境，采用交錯顯示模式、畫面交換、畫面同步倍頻的原理將3D模型立體顯示在此虛擬環(huán)境中。借助特殊的輸入/輸出設備，與虛擬世界中的物體進行自然交互，通過視覺、聽覺和觸覺等獲得與真實世界相同的感受。

圖2 網(wǎng)絡單元示意圖

控制單元是系統(tǒng)的核心部分，它的作用是完成高運算量圖形處理以及協(xié)調系統(tǒng)中各種設備的工作。為保證系統(tǒng)的運行速度和提高用戶體驗，采用64位操作系統(tǒng)，12 GB內存。在基于unity 3D的系統(tǒng)平臺，使用C#語言完成場景交互設計及控制功能實現(xiàn)?？刂茊卧疽鈭D如圖3所示。

圖3 控制單元示意圖

2.4 播放單元

播放單元包括高級可視化交互式播放平臺、視頻和控制系統(tǒng)。主要將產(chǎn)生的畫面投影到一個弧形甚至球形屏幕上，利用凸透鏡放大人眼看到的即時圖像范圍，與一個良好的三通道環(huán)幕投影系統(tǒng)產(chǎn)生的效果類似，大大降低了人眼被干擾的可能性，從而產(chǎn)生立體以及沉浸的效果。

3 結 語

本文通過介紹基于VR技術的發(fā)型設計及其基本組成單元，對VR發(fā)型設計工作各部件的功能和作用進行了介紹，使客戶能夠方便、快捷、全面了解產(chǎn)品部件問題，使消費者在改變發(fā)型之前看到發(fā)型設計之后的效果，打消消費者的消費顧慮，在為消費者提供更好的服務的同時提高了消費者的滿意度。

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