基于 FFD 算法的三维服装变形技术
刘 钊，刘 正 东
（北京 服装学院 计算机信息中心，北 京 100029）
摘 要：为提高服装及其虚拟展示行业的变形效率问题，研究开发了一套适合服装变形的智能系统. 以 VB.NET 和
ManagedDirectX 为开发工具，以 3DSmax 为模型工具，以 FFD 自由变形算法（free-formdeformation，FFD）为
核心算法来实现三维服装变形.减少了服装变形的手工繁复操作，实现了三维服装变形的自动化模式.
关键词：FFD 算法；三维服装变形；虚拟现实；服装模型
中图分类号：TS942.8 文献标志码：A 文章编号："#$"%&'()（'&11）&4%&&65%&4
Technologyfor3Dfashiondistortionbasedonfree-formdeformationalgorithm
LIUZhao，LIUZheng-dong
（SchoolofComputerInformationCenter，BeijingInstituteofFashionTechnology，Beijing100029，China）
Abstract：Inordertoimprovethedeformationefficiencyinthegarmentandvirtualdisplayindustry，asetofintelligent
systemisdevelopedwhichissuitableforthegarmentdeformation.3Dfashiondistortioniscompletedbytaking
VB.NETandManagedDirectXfordevelopmenttools,3DSmaxformodel-makingtools,combiningwithacore
algorithmnamedFFD（free-formdeformation）.Thissystemcouldreducethecomplicatedmanualoperationand
achievetheautomaticmodeofthethree-dimensionalgarmentdeformation.
Keywords：free-formdeformationalgorithm；3Dfashiondistortion；virtualreality；dresssimulation
收稿日期：2011-05-25 基金项目：北京市属市管高等学校人才强教计划资助项目（ PHR201007132）
第一作者：刘 钊（1984—），男，硕士研究生.
通信作者：刘正东（1971—），男，副教授，硕士生导师.E-mail：liu_zhd@sina.com
第 30 卷 第 4 期
'&11 年 8 月
天津工业大学学报
JOURNALOFTIANJINPOLYTECHNICUNIVERSITY
Vol.30 No.4
August 2011
目前三维服装变形的方法有各自的优缺点. 服装
模型主要由 Maya、3DSmax 等软件制作并导出
[1]
，并利
用此软件进行手工操作变形. 这种操作方法可以获得
比较理想的变形效果，但是操作繁杂，耗时大，效率低
下. 另外一种服装变形方法是 FFD（free-formdeforma%
tion）算法
[2]
，这是一种常用的表示和物体表面无关的
变形方法，被广泛应用于三维动画和计算机建模领域.
使用 FFD 进行物体变形时可以利用控制点对需要变
形的部位进行快速的参数调整，较为便捷和高效. 虽
然通过 FFD 算法能够有效地对物体进行变形操作，但
是 此 方 法 也有一些局限性. 比如，物体的变形区域和
非变形区域是平滑的平面边界曲线，用 FFD 构造任意
边界曲线变形仍有难度，且网格的调整比较麻烦
[3]
；控
制点的坐标变动将带动其他网格节点的变动，欲得到
理想的服装变形效果将要调节很多的控制点等. 以上
几种方法虽然可以对目标服装模型进行有效变形，但
是 操 作 繁 杂 ，需 用 时间较长，难以将其运用到实际的
服装变形展示中去. 本文针对服装变形这一需求，基
于 FFD 算法提出一种新的研究方法，目 的 是为了开发
一个智能的、可视化的服装三维变形及展示模型，从
而解决服装虚拟现实中服装变形的瓶颈问题，以期为
服装变形效果展示向着智能化方向发展提供有益的
参考和借鉴.
1 算法描述
1.1 FFD 自由变形算法
运用 FFD 将物体进行变形的步骤如下：首先，将
物体需要变形的部分嵌入一个平行六面体中；其次，
给平行六面体内部以及边界上的每个点分配一个固
定的网格参数坐标；最后，通 过 移 动 控 制 点 ，引 起 物 体
的变形. 如图 1 所示，将六面体均匀划分为 l × m × n
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