基于Kinect的虚拟试衣镜

【摘 要】近几年，随着体感技术的发展，人机交互技术也得到了进一步的提升，基于体感技术和人机交互的虚拟试衣镜受到了世界前沿科学技术的研究和开发方向。Kinect是一种先进的3D体感摄影机（开发代号“Project Natal”），同时它具有了即时动态捕捉功能、影像辨识功能、麦克风输入功能、语音辨识功能、社群互动功能等。与普通的试衣镜有所不同，Kinect体感虚拟试衣镜最重要的是它制造了一个全新的试衣体验同时也吸引了更多好奇的客户。在市场宣传中很容易形成一种口口相传的人际效应，它的交互性和趣味性，都能成为消费者津津乐道的一种效应，因而也可以激发消费者的兴趣，让消费者来一睹虚拟试衣镜的神奇，抓住消费者的好奇心也是获得消费者喜爱的重要原因。

【关键词】虚拟试衣镜；Kinect；人机交互技术

1 虚拟试衣技术与发展前景

虚拟试衣镜具有十分强大的功能，当购物者站在试衣镜前时，虚拟试衣镜会将人物的实时图像与3D衣服模型结合后，将效果放映出来。只需要动动手就可以更换服装的花纹和颜色等，只需要用手悬停在屏幕上的按钮（不是接触），就可以更换衣服的款式，体现了3D试衣镜引领高科技时尚潮流的事实。在Kinect虚拟试衣镜中的运用到了目前备受关注的体感技术，体感技术可以定义为使用者运用肢体动作与身边的设备直接进行互动，使人与设备直接交互，而无需使用任何复杂的控制设备。

KInect体感虚拟试衣镜的优势主要在于当购物者站在Kinect体感虚拟试衣镜前时，试衣镜将自动显示试衣者试穿服装以后的试衣图像。使用这样的设备，消费者不再需要繁地取、脱、换、穿每一衣服，更不需要较长时间的等待，只需通过Kinect虚拟试衣镜，就可以马上看到自己真实的试衣效果，体验到高科技带来的全新虚拟试衣的购物乐趣。

虚拟试衣镜将人体感应技术与3D动画技术完美结合，使拥有虚拟试衣镜的商店、商场等具有很高的客户吸引力和科技感，使用者只要站在虚拟试衣镜前，即可将虚拟的各式各样的3D服装，合身的、自然的“穿”在自己身上，而且不需要触摸屏幕来进行操作，便能迅速的、频繁的更换服装，再运用自身的肢体语言，就可以控制系统，使用使用者的收悬停在“虚拟试衣间”的按钮上，就可以实现更换衣服，改变衣服大小、颜色等。

对此，在国内外的很多专家也认为：“Kinect体感虚拟试衣镜”可以通过植入“科技元素”，来实现服装品牌商和零售商牢牢锁定女性市场，犹如Appleiphone和ipad系列科技产品，让用户拥有深度时尚、娱乐化的高科技体验感，易造成“跟风状态”，从而促进用户对品牌从提供“信息”的买卖行为，先提升至“信任”，终于有望变成“信仰”。

2 运动捕获技术

在Kinect体感设备微软使用了Light Coding技术，Light Coding的光源称为“激光散斑”，是激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后随机形成的衍射斑点。光源发出的大量散斑具有高度的随机性，并且散斑的形状会随着距离远近而变换图像形状，可以说在光源发出的散斑中，任意两块散斑图案都是相同的。只要在空间中打上这样的结构光，整个空间就都被做了标记，把任何一个物体放进散斑照射的空间空间，只需要分析物体上面的散斑图案，便可以获得这个物体在空间中的坐标信息。当然运用Light Coding技术所获得的信息只是简单而且基本的影像资料，而重点在于辨识影像，并将识别的信息进行处理，最后转化为动作指令，才能实现人体感应。

Kinect将侦测到的3D深度图像信息，传入骨架追踪系统，系统进行详细的分析并得出动作指令。Kinect的骨架追踪系统最多可同时侦测到6个人，在同一时刻只能辨识两个人的动作，根据骨架追踪系统的识别，可以将每个人的骨架记录为20组细节，即20个骨架节点，包括头部、躯干、四肢以及手指等都是追踪的范围，这样便实现了全身体感操作。为了让Kinect体感设备可以识别使用者的动作，微软在这点上使用了机器学习技术（machine learning），针对人体动作建立出庞大的图像资料库，获得了智慧辨识能力，让Kinect体感设备尽可能识别使用者的肢体动作所表达的意思。

本虚拟试衣镜的设计在于构建了一个基于Kinect运动捕获、3DMax三维动画与Unity引擎相结合的虚拟试衣平台，可以将系统细分为三个方面的内容：首先，运用Kinect骨骼变换矩阵推算出其在Unity中的三维空间左边，在此基础上应用3DMax虚拟出衣服模型，通过Kinect的手部姿态识别人体动作，使得用户可以和机器进行交互换衣操作。其次，依据衣服中骨架和人体的几何拓扑关系，通过三维空间坐标和世界坐标的对比，让衣服和人体进行调整，并对衣服加入布料和额外的几何约束参数，这样衣服就便有了布料的属性。最后，利用GPU渲染技术对对衣服进行加工，这样使得衣服更加真实。这样虚拟试衣镜就具有实时性、可靠性、真实感和较好的人机交互性。

在Unity中实现虚拟试衣镜需要得到的最终效果，需要利用3dsMax进行前期动画的处理工作，制作出能动的3D衣服模型。

为了实现所需功能，该系统的制作可以分为两个模块即3D衣服模型的制作、Unity中试衣平台的搭建。在3DMax强大的3D制做功能下，我们运用其在动画方面的强大功能，制作我们所需的3D衣服模型，使其可以通过骨骼的移动，带动衣服的移动，试衣服在试衣过程中能做到“贴”在人身上，在将在3DMax中做好的衣服模型导出为FBX格式的文件。

3 Kinect虚拟试衣镜主要实现以下功能

广告功能：在系统没有捕捉到有消费者使用试衣镜时，虚拟试衣镜系统会在试衣镜的屏幕上播放视频或者图片广告，达到宣传的功能。

虚拟试衣功能：在消费者在使用系统时，是试衣系统会引导消费者通过肢体感应的方式选择不同款式的服装进行试穿。

服饰促销功能：在消费者进行体感虚拟试衣的同时，为消费者带来一个不同于常规试衣的试衣体验，激发消费者的购买欲望，达到促销衣服的目的。

体感虚拟试衣间操作更简便、交互更自然，让体感试衣镜的市场得到了开阔，真正走进了商场和高档服装店。而在现在市场上使用的体感虚拟试衣间主要专注于服装的款式，而忽略了服装的真实性，没有直观模拟出衣服的布料的自然属性，因此在真实感等方面仍然存在很大的欠缺，有待发展。