Entwicklung einer virtuellen Umkleidekabine mit dem SMPL-Modell

Die Technologie zur Erstellung fotorealistischer 3D-Menschenmodelle findet immer weitere Verbreitung. Dazu gehören Bereiche wie Kino und Animation, Gesundheitswesen, Einzelhandel und Mode.

Eines der eindrucksvollsten Beispiele für die Schaffung eines digitalen Avatars in den Anfängen der Technologie war der Film "Gladiator", der im Jahr 2000 in die Kinos kam. Damals starb Oliver Reed, der Schauspieler, der die Rolle des Proximo spielte, während der Dreharbeiten, und das Team musste das Drehbuch kurzerhand umschreiben. Aber es blieb nicht bei kleinen Anpassungen der Handlung: Um die Glaubwürdigkeit zu erhöhen, wurde für eine 3-minütige Episode ein digitales Ebenbild von Reed geschaffen. Gemessen an der aktuellen Entwicklung der 3D-Animation sieht Reeds digitale Zweitbesetzung selbst heute, 20 Jahre später, noch recht ansehnlich aus. Damals wurden etwa 3,2 Millionen Dollar für die Entwicklung der Episode ausgegeben. Heute kostet es zehnmal weniger, ein realistisches Modell einer Person zu erstellen. Im Folgenden werden wir das SMPL-Modell, eines der erfolgreichsten in seiner Nische, sowie seine Merkmale und seine Anwendung im Bereich des Modedesigns untersuchen.

Erläuterung des SMPL-Modells

SMPL (Skinned Multi-Person Linear) ist ein gerendertes Modell des menschlichen Körpers, das die Parameter, Formen und Kurven der Figur sowie die Position der Körperteile beim Wechsel der Pose vollständig wiederholt. Das realistische 3D-Modell basiert auf Skinning und Form Blending. Die Verwendung von SMPL in Modedesignprogrammen und virtuellen Umkleidekabinen beinhaltet die Arbeit mit künstlicher Intelligenz: Die Untersuchung der Funktionsweise des SMPL-Modells erfolgt durch das Scannen von Tausenden von Körpern in drei Dimensionen, was es ermöglicht, das Aussehen des Körpers während der Verformung nachzubilden. Für die Darstellung wird eine Reihe von Poseparametern verwendet, die die Drehung der Gelenke steuern und die eine oder andere Form des Körpers festlegen.

Das SMPL-Modell beinhaltet die Verwendung des LBS-Algorithmus, der die Verformung des Netzes anzeigt, wenn sich die Position der Skelettstrukturen ändert. Der Algorithmus erfordert keine großen Rechenressourcen und ermöglicht die Darstellung von Verformungen in einer Vielzahl von Posen. Die Unterstützung aller Arten von Transformationen bedeutet, dass der Benutzer die Netzgeometrie drehen, verschieben und skalieren kann. Allerdings hat der LBS-Algorithmus auch seine Tücken: An Stellen, an denen er sich biegt, kann Volumen verloren gehen, und bei der Krümmung von Skelettgelenken tritt der so genannte Candy-Wrapper-Effekt auf.

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Virtuelle Umkleidekabine и SMPL Anthropometry

Die Funktionalität und Vielseitigkeit des SMPL-Modells wird durch die SMPL-Anthropometrie-Technologie erreicht, die am Beispiel der Anwendung "Virtuelle Umkleidekabine" untersucht werden kann. Das Programm ermöglicht es, virtuelle Kleidung auf dem SMPL-Modell anzuprobieren und so eine virtuelle Anprobe zu erstellen. Die Funktion wird häufig im Bereich des Modedesigns, des elektronischen Handels und der virtuellen Umkleidekabinen eingesetzt.

Source: GitHub.com — SMPL-Anthropometry: Measure the SMPL body model by David Bojanić

Wie funktioniert das?

Um zu sehen, wie dieses oder jenes Teil an Menschen mit unterschiedlichem Körperbau, Größe, Gewicht usw. aussieht, konfigurieren die Benutzer die Einstellungen. Das Ergebnis ist eine glaubwürdige, realistische Darstellung, wie die Kleidung einer Person passen wird.

SMPL Anthropometry ist eine Datenbibliothek, mit der Sie virtuelle Kleidung mit SMPL Anthropometry an Modelle anpassen können. Mit Hilfe der Technologie ist es möglich, die Formen und Parameter der Pose des Modells zu steuern und so die Anpassung und den Sitz der Kleidung am Körper in einer bestimmten Pose zu simulieren. Die Regulierung von Körperparametern ermöglicht es, das Aussehen von Menschen mit unterschiedlichen Körperparametern zu visualisieren und dem Benutzer so eine virtuelle Anprobe zu ermöglichen.

Welche Aufgaben werden mit einer Anwendung auf der Grundlage des SMPL-Anthropometriemodells gelöst?

1. Körperrekonstruktion. Um das Aussehen eines Avatars mit Kleidung möglichst zuverlässig und realistisch darzustellen, ist es wichtig, Modellparameter zu erhalten, die den Maßen des Nutzers entsprechen, der sich für die virtuelle Anprobe entschieden hat. Hierfür werden Körperscan-Technologien eingesetzt - 3D-Scanner oder bildbasierte Methoden, die zweidimensionale Fotos oder Videos des Körpers analysieren.
2. Modellierung der Kleidung. Nachdem die Parameter für die Körperform ermittelt wurden, können Sie die Modellierung von Kleidungsstücken durchführen und diese am Körper anbringen. Die Modellierung von Körperhaltung und Aussehen kann auf einem physikalischen oder geometrischen Ansatz beruhen.
3. Virtuelle Anprobe. Durch die Simulation von Kleidungsstücken und deren Überlagerung mit dem digitalen Avatar eines Benutzers ist es möglich, eine virtuelle Anprobe zu erstellen und so zu beurteilen, wie die Kleidungsstücke an der Figur aussehen werden. Eine große Auswahl an Kleidungsstilen, -farben und -größen macht es möglich, zu verstehen, ob das Bild dem Nutzer passt, ohne dass er die Sachen physisch anprobieren muss. Da der Nutzer weiß, wie er in der Kleidung aussehen wird, kann er seine Kaufentscheidung mit mehr Bedacht und Vernunft treffen und den Designern bereits in der Phase der Modellierung der Kleidung wertvolles Feedback geben.

Virtueller Anproberaum mit SMPL-Anthropometrie-Koffer

Der Hauptzweck der App Virtual Try-On Room besteht darin, virtuelle Kleidung in SMPL-Modelle einzupassen, um eine virtuelle Anprobe zu ermöglichen.
Die Anwendung basiert auf KI- und Augmented-Reality-Technologien. Die Eingabedaten sind ein Bild von einer klassischen RGB-Kamera ohne Tiefensensor, eine lokale Videodatei oder ein Bild. Durch Scannen der Parameter des Benutzers erstellt das Programm dessen digitalen Avatar und zeigt ihn auf dem Bildschirm an. Der Avatar wird dann mit zweidimensionalen Bildern von Kleidungsstücken überlagert, die nach dem Zufallsprinzip ausgewählt werden.

Die Aufgabe bestand darin, dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, die Parameter der Figur des SMPL-Modells anzupassen und die Passform verschiedener Kleidungsstücke an Personen mit unterschiedlichen Körperformen zu simulieren.

Das SMPL-Modell (Skinned Multi-Person Linear) wird zur Darstellung des menschlichen Körpers verwendet. Es handelt sich um ein parametrisches Modell, das die Form- und Posenvariationen des menschlichen Körpers erfasst.

Mit Hilfe der SMPL-Anthropometrie-Bibliothek passen wir virtuelle Kleidung in SMPL-Modelle ein, um virtuelle Anproben zu erstellen. Die SMPL-Anthropometrie-Bibliothek bietet Funktionen zur Manipulation der Form- und Posenparameter eines SMPL-Modells, zur Simulation von Kleidung und zum Rendern einer virtuellen Anprobe. Durch die Anpassung der Körperformparameter können Sie Personen mit unterschiedlichen Körperformen realistisch darstellen und so die virtuelle Anprobe personalisieren.
Diese Anwendung kann im E-Commerce, im Modedesign und in virtuellen Anproberäumen eingesetzt werden.
Hauptmerkmale:

1. Rekonstruktion des Körpers
   In der ersten Phase müssen die Parameter des SMPL-Modells ermittelt werden, die am besten zur Körperform der Person passen, für die die virtuelle Anpassung durchgeführt werden soll. Dies kann mit Hilfe von Körperscan-Technologien wie 3D-Scannern oder Methoden zur Bewertung der Körperform anhand von 2D-Bildern oder Videos erfolgen.
2. Modellierung der Kleidung
   Nachdem Sie die Parameter der Figur ermittelt haben, können Sie die virtuelle Kleidung simulieren und sie auf das SMPL-Modell anwenden. Für die Modellierung des Verhaltens und des Aussehens von Kleidung auf einem virtuellen Körper können verschiedene Modellierungstechniken verwendet werden, z. B. die physikalische Stoffmodellierung oder geometrische Methoden. Diese Methoden berücksichtigen die Körperform, die Körperhaltung und die physikalischen Eigenschaften des Stoffes, um das Verhalten der Kleidung realistisch zu simulieren.
3. Virtuelle Anprobe
   Nachdem die modellierte Kleidung dem SMPL-Modell überlagert wurde, können Sie mit der virtuellen Anprobe fortfahren. Durch die Visualisierung eines virtuellen Modells mit Kleidung können sich die Benutzer vorstellen, wie die verschiedenen Kleidungsstücke an ihrer Figur sitzen und aussehen werden. Sie können verschiedene Stile, Farben und Größen von Kleidungsstücken erkunden, ohne sie physisch anprobieren zu müssen. Dies kann dazu beitragen, eine fundierte Entscheidung vor dem Online-Kauf von Kleidung zu treffen oder den Designprozess für Modedesigner zu erleichtern.

Software Development Hub hat Erfahrung mit Anwendungen, die auf SMPL-Modellen basieren. Durch die Einführung von KI-, ML- und Augmented-Reality-Technologien schaffen wir ein Produkt, das den Herausforderungen Ihres Unternehmens gerecht wird und die Anforderungen der Nutzer erfüllt. Fachwissen, Flexibilität des Ansatzes und die Verwendung effektiver Tools sind die Faktoren für ein ausgezeichnetes Feedback nach den Ergebnissen unseres Projekts.

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