3D掃描，AR技術(shù)在線上鞋類選擇上的應(yīng)用

鐘一帆　李振興

摘 要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的今天，人們對(duì)服飾的要求越來(lái)越高，鞋子更是在近年成為了大眾最關(guān)注的方面之一。針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)，闡述實(shí)現(xiàn)的過(guò)程與可能存在的問題，對(duì)未來(lái)移動(dòng)終端可以為線上進(jìn)行3D掃描以及運(yùn)用AR技術(shù)幫助人們找到適合自己的鞋的方法做出設(shè)想。

關(guān)鍵詞：3D掃描;AR技術(shù);線上試穿

在當(dāng)今社會(huì)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，基于3D掃描和AR技術(shù)的使用人群的日益增多，使用門檻越來(lái)越低等特點(diǎn)。使人們應(yīng)用他們的處所愈來(lái)愈多，愈來(lái)愈廣。但是問題也隨之而來(lái)，通過(guò)對(duì)本校學(xué)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)上選鞋和買鞋這方面出現(xiàn)了很大的問題，造成了諸多不便，如找到或買到的鞋不合自己的腳型等等問題，為了解決這類問題我們想到了以下方法。在移動(dòng)終端上運(yùn)用3D掃描和AR三項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合來(lái)幫助人們選到合適的鞋子。

一、3D 掃描技術(shù)

3D掃描是集光、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的全新技術(shù)，主要用于對(duì)物體空間形狀和布局及色采舉行掃描，以取得物體概況的空間坐標(biāo)，它可以將掃描物體的模子信息快速轉(zhuǎn)換為能由計(jì)算機(jī)處置的數(shù)據(jù)，從而到達(dá)實(shí)物的數(shù)據(jù)化。

（1）接觸式測(cè)量。接觸式三維掃描儀通過(guò)探頭來(lái)接觸物體，挪動(dòng)探針多點(diǎn)丈量。這一種方法測(cè)量的精度非常高，能夠達(dá)到1微米，并且不會(huì)因?yàn)槲矬w色彩、能否反射光線等屬性影響。但由于其測(cè)量室會(huì)接觸被測(cè)物體表面，所以會(huì)有一定的損傷。

（2）非接觸式測(cè)量。非接觸式測(cè)量采用光學(xué)掃描探頭投射至物體，采集反饋信息。該方法可排除接觸測(cè)量而導(dǎo)致的一些受力干擾，可以測(cè)量一些難以接觸的物體，加以計(jì)算機(jī)識(shí)別，采集速度相對(duì)較快，但相對(duì)而言精度不算太高。

二、AR技術(shù)

AR技術(shù)是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的技術(shù)，它利用科技對(duì)人類的視覺進(jìn)行補(bǔ)充，這種技術(shù)的目標(biāo)是使用戶可以更加方便的工作和生活。它通過(guò)設(shè)備將虛擬的信息或者圖像投影到現(xiàn)實(shí)世界中，使兩者重疊并在設(shè)備中顯示出來(lái)。

（1）特征提取。特征提取是信息檢索中的一個(gè)觀念。特征就是有它自己特色的圖像區(qū)域，該區(qū)域具備易于計(jì)算機(jī)識(shí)別的的獨(dú)特性。計(jì)算機(jī)處理的時(shí)候只會(huì)運(yùn)用到數(shù)字，而不是原本的一張圖像，為了使計(jì)算機(jī)能夠以自己的方式讀取”圖像，如何從圖像中提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)或信息，得到圖像的計(jì)算機(jī)理解方式，如數(shù)字、符號(hào)等。這便是特征提取，而提取出來(lái)的這些數(shù)據(jù)便是特征。有了這些數(shù)據(jù)來(lái)使得計(jì)算機(jī)能發(fā)揮自己的功能去處理圖像，從而使計(jì)算機(jī)具有識(shí)別圖像的功能。

（2）特征匹配。①暴力（Brute-Force）匹配：一種描述符匹配算法，該方法會(huì)比較兩個(gè)描述符，并產(chǎn)生匹配結(jié)果列表，第一個(gè)描述符的所有特征都拿來(lái)和第二個(gè)進(jìn)行比較。②FLANN匹配：FLANN具有一種內(nèi)部機(jī)制，該機(jī)制可以按照數(shù)據(jù)本身挑選適合的算法來(lái)解決目標(biāo)數(shù)據(jù)集，F(xiàn)LANN相對(duì)于其他的匹配機(jī)制而言快了將近10倍。

三、線上試鞋

信息時(shí)代以來(lái)，多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，得益于此，人們追求著更方便，更高效的生活方式。目前，正在興起的“互聯(lián)網(wǎng)+”是信息時(shí)代的必然產(chǎn)物，線上試鞋系統(tǒng)是3D掃描技術(shù)與AR的巧妙結(jié)合，它是以網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，兼?zhèn)鋽?shù)據(jù)的處理與計(jì)算，從而為客戶端提供多重選擇方案并且分析利弊，讓用戶了解事物發(fā)展的方向與選擇最佳方案，彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物虛擬性帶來(lái)的不便，為消費(fèi)者提供了一種全新的購(gòu)物體驗(yàn)。線上試鞋體系首要體現(xiàn)在如下三個(gè)方面。

（1）便捷，可觀性強(qiáng)。消費(fèi)者只需要選擇想要嘗試的鞋款，然后打開相機(jī)對(duì)準(zhǔn)自己的腳部，系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)虛擬模型疊加在顧客的腳上，從而向顧客展示動(dòng)態(tài)穿衣效果。

（2）滿足消費(fèi)者好奇心理。消費(fèi)者對(duì)消費(fèi)體驗(yàn)升級(jí)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。有些看起來(lái)遙不可及的鞋款，可以通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)試穿。

（3）個(gè)性化。私人定制一直以來(lái)是一個(gè)時(shí)代發(fā)展潮流，通過(guò)3D掃描技術(shù)對(duì)消費(fèi)者腳部的掃描，系統(tǒng)會(huì)生成一個(gè)消費(fèi)者腳部的模型，再通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)鞋類模型的匹配，推薦出最合適的鞋款。

四、基于AR與3D建模技術(shù)的線上試鞋系統(tǒng)

（1）場(chǎng)景融合過(guò)程。首先攝像頭或傳感器采集真實(shí)場(chǎng)景的對(duì)象，傳入后臺(tái)處理器單元并對(duì)其進(jìn)行分析重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的對(duì)齊以及進(jìn)行虛擬場(chǎng)景融合，R是實(shí)現(xiàn)中捕捉的圖片位置，視頻是從線上實(shí)時(shí)獲取的，通常記為t（表示在時(shí)間t獲得的視頻圖像），而需要得到的是R在t中的幾何姿態(tài)（通常包括三維旋轉(zhuǎn)和平移），記為P。基于控制點(diǎn)的方法通過(guò)控制點(diǎn)匹配的方法來(lái)計(jì)算P。控制點(diǎn)法的基本出發(fā)點(diǎn)在于使用圖像中特別的點(diǎn)（通常是角點(diǎn)）來(lái)建立模板R和視頻圖像t的之間的映射，通過(guò)該映射建立方程組，然后求解出姿態(tài)P。終究體系融會(huì)后的信息會(huì)及時(shí)表現(xiàn)在顯示器中。如今，幾乎所有智能手機(jī)都可滿足AR技術(shù)所需的所有硬件要求。

（2）存在問題。以AR與3D掃描技術(shù)為基礎(chǔ)的線上試鞋系統(tǒng)，雖然能夠給與消費(fèi)者一些全新而又便捷的體驗(yàn)，但相應(yīng)的也有一些問題。AR技術(shù)近年來(lái)呈現(xiàn)興起的狀態(tài)，但由于軟硬件支持力度不夠大，這款線上試鞋系統(tǒng)僅處于概念開發(fā)狀態(tài)，并且問題存在于以下兩個(gè)方面。①難普及。精準(zhǔn)的3D建模技術(shù)要求使用更高級(jí)3D掃描設(shè)備，而手機(jī)的掃描僅僅只能建立出一個(gè)精準(zhǔn)度不高的模型。②除了視覺沒有來(lái)自其他感覺的反饋。在線下購(gòu)物的時(shí)候，人們往往會(huì)因?yàn)樾铀答伒氖孢m度來(lái)激發(fā)出自己的購(gòu)買欲，而AR技術(shù)提供的只是一個(gè)觀感上的體驗(yàn)，并且精度不高的3D掃描匹配后的結(jié)果也只是一個(gè)理論上的建議，無(wú)法保證消費(fèi)者在各方面影響下的正常感受。

五、結(jié)語(yǔ)

AR的再度興起必然會(huì)帶來(lái)更多方便人們生活的技術(shù)，并且在3D掃描技術(shù)高速發(fā)展的今天，將兩個(gè)技術(shù)相結(jié)合，必定是符合當(dāng)今信息世界發(fā)展的方向。在趕上這個(gè)時(shí)代提供的機(jī)會(huì)的今天，在經(jīng)濟(jì)與科技的支持下，未來(lái)的線上服務(wù)技術(shù)必然會(huì)更加精準(zhǔn)、可靠、快速。

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