Tóm tắt: Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D

Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN MẬU TÙNG

PHÂN LOẠI VÓC DÁNG NAM TRUNG NIÊN THÀNH PHỐ

HỒ CHÍ MINH ỨNG DỤNG XÂY DỰNG AVATAR TRONG

Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

TS Trần Thị Minh Kiều PGS.TS Phạm Thế Bảo

Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ………

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

1 Thư viện Tạ Quang Bửu - ĐHBK Hà Nội

2 Thư viện Quốc gia Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN

Trong những năm gần đây, công nghệ 3D được mọi người nhắc đến ngày càng nhiều và đang trở thành chủ đề nở rộ trên thế giới Chúng ta đã thấy sự phát triển của công nghệ 3D trong giải trí, trong các ngành công nghiệp và đang tiến gần cuộc sống tiêu dùng hàng ngày Cùng với sự phát triển thần tốc của công nghệ điện toán, ngành công nghệ may và thời trang cũng đang tận dụng các kỹ thuật mới để phát triển Các nhà khoa học phát triển cửa hàng quần áo trực tuyến dưới dạng ứng dụng web Virtual fashion phục vụ thời trang may sẵn phục vụ mục đích tùy chọn của khách hàng thông minh Ứng dụng của thực tế ảo trong ngành may mặc bắt đầu từ những năm 1980, là công nghệ hiển thị ảo hàng may mặc ba chiều dựa trên thực tế ảo và công nghệ mô phỏng kỹ thuật số Với sự hỗ trợ của công nghệ thiết kế 3D, trí tuệ nhân tạo và công nghệ thực tế ảo, thời trang kỹ thuật số bùng nổ mạnh mẽ hơn bao giờ hết, đặc biệt phù hợp với xu hướng phát triển thời trang bền vững Optitex, V-Stitcher, CLO3D,v.v là những phần mềm thiết kế thời trang 3D tiên phong, có thể tích hợp việc xây dựng mô hình người, thiết kế mẫu 2D, may ảo 3D, mô phỏng vải

và trình diễn thời trang ảo Đồng thời, khả năng đánh giá ảo độ vừa vặn trang phục

và các chức năng khác có thể được sử dụng để tạo ra quần áo cho người tiêu dùng dựa trên vóc dáng cơ thể của họ Hiện nay, việc ứng dụng các phần mềm thiết kế 3D ngày càng trở nên phổ biến tại Việt Nam, hứa hẹn một tương lai mới của ngành công nghiệp thời trang thế giới nói chung và ngành công nghiệp dệt may Việt Nam nói riêng Vì vậy việc nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar làm cơ sở nền tảng xây dựng ma-nơ-canh kỹ thuật số theo vóc dáng người Việt Nam có thể tích hợp vào các phần mềm thiết kế thời trang 3D đang là xu hướng giải pháp giúp nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành công nghệ dệt may nước ta trong xu thế hội nhập thế giới.Ứng dụng các phần mềm 3D tại Việt Nam mở ra tương lai mới cho ngành công nghiệp thời trang tại Việt Nam và trên thế giới Xây dựng mô hình 3D Avatar làm cơ sở nền tảng xây dựng ma-nơ-canh kỹ thuật số theo vóc dáng người Việt Nam

có khả năng tích hợp vào các phần mềm thiết kế thời trang 3D Phương pháp xây dựng mô hình 3D Avatar theo vóc dáng cơ thể bằng máy học sâu là khoa học và công nghệ hiện đại tiên phong

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

- Nghiên cứu phân loại vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh

- Xây dựng được ma-nơ-canh kỹ thuật số phù hợp với vóc dáng người Việt Nam Ứng dụng được làm Avatar trong các phần mềm thiết kế trang phục 3D

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Để hoàn thành được mục tiêu nghiên cứu của đề tài, hai nhóm đối tượng được

nghiên cứu là:

- Để đạt được mục tiêu phân loại vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh, luận án sử dụng dữ liệu kích thước 2D và đám mây điểm 3D cơ thể của 378 người nam trung niên khối văn phòng ở thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

- Để hoàn thành mục tiêu xây dựng được Avatar 3D trong các phần mềm thiết kế trang phục 3D theo vóc dáng người Việt Nam, luận án sử dụng dữ liệu 2D và 3D kích thước cơ thể của 1706 người Việt Nam, gồm cả nam giới và và nữ giới

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

- Nội dung 1: Phân loại và phân tích đặc điểm vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh từ dữ liệu quét 3D

- Nội dung 2: Nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar từ dữ liệu quét 3D theo vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

Nội dung nghiên cứu được thực hiện bằng các phương pháp sau:

- Phương pháp phân tích và tổng hợp: nghiên cứu, phân tích các tài liệu, công trình khoa học ở Việt Nam và trên thế giới có nội dung liên quan Nhận xét, đánh giá các vấn đề còn tồn tại Từ đó, định hướng nghiên cứu của luận án phù hợp với điều kiện

ở Việt Nam

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cho từng nội dung cụ thể

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN

1) Đã Đã xây dựng được phương pháp tiên tiến có độ chính xác cao để thu thập được dữ liệu 3D của 1106 nam giới TP HCM tuổi từ 18-60

2) Đã phối hợp giữa khoa học nhân trắc và thiết kế thời trang để trích xuất các kích thước cơ thể người từ dữ liệu 3D và sử dụng công cụ toán thống kê để phân tích dữ liệu phục vụ phân loại vóc dáng cho đối tượng nam trung niên Việt Nam 3) Lấy dữ liệu đầu vào là kết quả nội dung nghiên cứu 1 (kích thước 2D và vóc dáng 3D nam trung niên TP HCM), dựa trên cơ sở khoa học nhân trắc xây dựng các bài toán phân tích thành phần chính và sử dụng phương pháp máy học sâu và phương pháp toán học nội suy để giải các bài toàn tiến tới mục tiêu xây dựng mô hình 3D Avatar phù hợp với cơ thể nam trung niên TP HCM có khả năng kết nối với phần mềm thiết kế thời trang 3D của nước ngoài đang có trên thị trường

7 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN

1) Bộ dữ liệu nhân trắc 2D và 3D nam trung niên thành phố HCM trên cơ sở dữ liệu 3D của 1106 nam giới TP HCM tuổi 18-60 được thu thập bằng thiết bị quét cơ

thể người là đóng góp thực tiễn cho sự phát triển ngành thời trang may sẵn của Việt Nam

2) Xây dựng thành công Avatar 3D, kết nối thành công Avatar mới với phần mềm thiết kế thời trang CLO3D, ứng dụng thành công Avatar mới trong thiết kế thời trang là đóng góp mới góp phần thúc đẩy công nghệ thiết kế thời trang 3D tại Việt Nam

8 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN

1) Đã xây dựng được bộ dữ liệu 2D và 3D cơ thể người từ 30 đến 60, nam trung niên thành phố HCM Phân loại được thành 5 vóc dáng

2) Xây dựng được Avatar 3D theo vóc dáng nam trung niên thành phố HCM sử dụng phương pháp nội suy toán học, kết nối được phần mềm thiết kế thời trang CLO3D Ứng dụng thành công Avatar mới trong các phần mềm thiết kế thời trang

là đóng góp thúc đẩy ngành Công nghệ dệt may và Thiết kế thời trang tại Việt Nam 3) Đã ứng dụng phương pháp máy học sâu để xây dựng Avatar 3D

9 KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN

Luận án gồm 3 chương:

- Chương 1: Tổng quan về phân loại vóc dáng, đặc điểm nhân trắc nam giới và

mô phỏng mô hình 3D cơ thể người

- Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Để chuẩn bị kiến thức nền tảng nhằm giúp đạt được mục tiêu nghiên cứu đã

đề ra, nghiên cứu tổng quan của luận án tiến sĩ này sẽ tập trung vào hai nội dung quan trọng và các khía cạnh liên quan của mỗi nội dung Trong nội dung lớn thứ nhất, tổng quan về phân loại vóc dáng gồm: (1) Phương pháp xác định thông số kích thước cơ thể người; (2) Phương pháp phân loại vóc dáng cơ thể người gồm nhiều cách như: i) theo đặc trưng hình dạng tư thế cơ thể, ii) theo tỷ lệ kích thước cơ thể; iii) theo chỉ số tương quan; iv) theo xử lý số liệu thống kê Trong nội dung lớn thứ hai, tổng quan về ứng dụng công nghệ 3D tạo mô hình Avatar 3D trong ngành công nghiệp dệt may gồm: (1) Nghiên cứu mô hình sản phẩm từ dữ liệu quét 3D cơ thể; (2) Phương pháp nội suy toán học hay hồi quy từ dữ liệu quét 3D để xây dựng mô hình 3D, (3) Phương pháp máy học, mà đặc biệt là máy học sâu xây dựng Avatar cơ thể người từ dữ liệu quét 3D Qua nghiên cứu, đã kết luận được các nội dung sau: Ngành dệt may là một trong ngành mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân nước ta Hiện nay xu hướng sử dụng các phần mềm thiết kế trang phục 3D đang phổ biến trên thế giới cũng như ở Việt Nam Tuy nhiên vóc dáng trong các phần mềm này chưa được nghiên cứu từ dữ liệu nhân trắc và vóc dáng của người Việt Nam Vì vậy việc nghiên cứu xây dựng Avatar 3D theo thông số người Việt để thiết kế cho trang phục

là giải pháp nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành công nghệ dệt may nước ta trong xu thế hội nhập

Theo quy luật sinh học nói chung, cứ khoảng 10-15 năm, do những điều kiện sống thay đổi, tầm vóc, thể lực của cơ thể người cũng có những biến đổi Các công trình nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng đặc điểm hình dáng cơ thể người mặc có ảnh hưởng không nhỏ đến việc thiết kế trang phục và tạo dáng quần áo Các nghiên cứu trước đây đều phân hình dạng cơ thể nam giới Việt Nam trong độ tuổi lao động

sử dụng giá trị chênh lệch vòng ngực và vòng bụng, chưa phân tích dáng từng phần

cơ thể, tỷ lệ giữa các kích thước, chiều cao, chiều dài thân Hơn nữa, các công trình nghiên cứu vóc dáng cơ thể nam giới ở Việt Nam trong độ tuổi lao động nhưng chưa nghiên cứu sâu cho nhóm đối tượng tuổi trung niên

Có nhiều cách để thu thập dữ liệu và phân loại vóc dáng cơ thể Trong đấy phương pháp xác định thông số kích thước cơ thể bằng máy quét 3D cho kết quả chính xác

và lưu trữ sử dụng lâu dài phục vụ tốt cho nghiên cứu kế thừa Kết quả đo được xử lý số liệu bằng phương pháp xác suất thống kê, chạy trên phần mềm SPSS có độ tin cậy cao Các bài toán xử lý số liệu xác định phân phối chuẩn, như phân tích thành phần chính, phân tích phân nhóm K-mean, phân tích biệt số, ANOVA, t-test được tin dùng nhiều bới các nhà khoa học, kết quả tin cậy Do vậy trong luận án sẽ kế thừa phương pháp nghiên cứu phân loại vóc dáng này cho đối tượng nam trung niên Việt Nam sống và làm việc tại thành phố Hồ Chí Minh

3D là công nghệ được xây dựng từ các phần mềm máy tính, giúp người sử dụng

có thể quan sát hình ảnh trong không gian ba chiều Khi biểu diễn một mô hình ba

chiều, ta có thể: Biểu diễn dưới dạng mô hình khung dây, mô hình lưới đa giác; biểu diễn bề mặt trơn tham số; biểu diễn đường và mặt cong tham số NURBS Cơ sở lý thuyết về mô hình hóa được trình bày các phương pháp xây dựng mô hình hóa 3D theo bài toán nội suy đa thức Đa thức là một hàm đơn giản, dễ tính đạo hàm và nguyên hàm Nội suy bằng hàm Spline bậc 3 là thực hiện ghép nối trơn tru nhiều đa thức bậc thấp từng khúc để nội suy một hàm số cho trước Nội suy đường cong Hermite được sử dụng rộng rãi trong đồ họa máy tính để có được các đường cong hoặc quỹ đạo chuyển động đi qua các điểm xác định của mặt phẳng hoặc không gian

ba chiều

Do việc sử dụng các thiết bị quét 3D rất tốn thời gian và tốn kém, nhiều sự chú ý

đã được ghép nối với vấn đề tự động tạo mô hình 3D Theo truyền thống, các phép

đo như chiều dài, chu vi và độ cong có ích cho việc mô tả sự xuất hiện của các đối tượng thực tế Tuy nhiên, việc xây dựng lại các mô hình dựa trên máy tính từ các phép đo này vẫn là một thách thức Hạn chế chung là bộ thước đo thưa thớt không

đủ để nắm bắt được sự phức tạp trong hình dạng của các đối tượng thực tế Các giải pháp hiện tại cho mô hình 3D được yêu cầu một nguồn đầu vào phong phú như hình ảnh hoặc mẫu 3D Các cách tiếp cận để xây dựng mô hình 3D chỉ sử dụng các phép

đo là tương đối cũ và không thực tế, đặc biệt là trong việc xây dựng mô hình con người 3D bằng cách sử dụng nhân trắc học Các mô hình tái tạo dựa trên mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Network -CNN), được áp dụng thành công để tạo hình dạng 3D từ dữ liệu 2D; tuy nhiên, họ yêu cầu một lượng lớn dữ liệu đào tạo

và chi phí tính toán cao Cho tới thời điểm nghiên cứu sinh bắt đầu nghiên cứu thì chưa có công trình nghiên cứu khoa học nào sử dụng mạng nơ-ron tích chập để xây dựng Avatar 3D

Sau khi tổng quan các nghiên cứu trước đây có nội dung liên quan đến đề tài, luận án xác định có 2 vấn đề chưa được quan tâm trong công cuộc cạnh tranh phát triển ngành công nghệ may và thiết kế thời trang ở Việt Nam Một là thiết kế trang phục cho đối tượng nam trung niên Việt Nam chưa được quan tâm nhiều so với sự đóng góp vào sự phát triển đất nước của họ Hai là trên thế giới chưa có công trình nghiên cứu khoa học nào ứng dụng công nghệ thông tin tiên tiến máy học sâu để tái tạo và xây dựng mô hình Avatar 3D dựa trên mạng nơ-ron

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

Để thực hiện được mục tiêu nghiên cứu của đề tài “Phân loại vóc dáng nam

trung niên thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D”, nội dung nghiên cứu của luận án được thực

hiện như sơ đồ sau:

2.1 Mục tiêu nghiên cứu (xem phần A)

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu (xem phần A)

2.3 Nội dung nghiên cứu (xem phần A)

2.4 Phương pháp nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu được thực hiện bằng các phương pháp sau:

- Phương pháp phân tích và tổng hợp: nghiên cứu, phân tích các tài liệu, công trình khoa học ở Việt Nam và trên thế giới có nội dung liên quan Nhận xét, đánh

giá các vấn đề còn tồn tại Từ đó, định hướng nghiên cứu của luận án phù hợp với điều kiện ở Việt Nam

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cho từng nội dung cụ thể, được trình bày từng nội dung

2.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trong phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh

Để phân loại vóc dáng nam trung niên TP.HCM làm dữ liệu đầu vào cho xây dựng Avatar 3D, luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu điều tra cắt ngang dữ liệu nhân trắc Thực nghiệm phân loại vóc dáng cho nam giới được thiết kế thành 3 giai đoạn (1) là thu thập dữ liệu 3D và mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu các kích thước

cơ thể người (2) là phân loại vóc dáng cho tổng 1106 nam giới TP.HCM tuổi 18÷60 (3) nghiên cứu tập trung vào phân tích sự đa dạng vóc dáng cho 378 nam trung niên TP.HCM

2.4.1.1 Thu thập dữ liệu 3D và mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu các kích thước cơ thể người

Thực nghiệm được thực hiện qua các bước sau:

- Chuẩn bị thiết bị đo và hướng dẫn đo dữ liệu kích thước cơ thể 2D và 3D

- Xác định cỡ mẫu

- Xác định kích thước cơ thể sử dụng cho nghiên cứu vóc dáng và xây dựng mô hình 3D Avatar

- Mô tả đặc trưng thống kê của các kích thước cơ thể người

2.4.1.2 Phân loại vóc dáng cho nam giới TP.HCM (18÷60 tuổi) bằng phương pháp xử lý thống kê

Phân loại vóc dáng cho tổng 1106 nam giới trọng độ tuổi lao động bao gồm sinh viên, công nhân, cán bộ, giảng viên đến từ các trường Đại học và Cao đẳng trong

TP Hồ Chí Minh

Các bước thực nghiệm phân tích phân loại vóc dáng và đặc điểm:

- Phân tích thành phần chính,

- Kiểm định KMO và Bartlett’s,

- Phân tích phân nhóm K-mean và phân tích biệt số,

- Phân tích ANOVA hoặc T-test,

- Tính tỷ lệ liên hệ giữa các kích thước

Xử lý dữ liệu trên phần mềm SPSS

Các bài toán xử lý số liệu xác định phân phối chuẩn, như phân tích thành phần chính, phân tích phân nhóm K-mean, phân tích biệt số, ANOVA, t-test được tin dùng nhiều bới các nhà khoa học, kết quả tin cậy trong nghiên cứu phân loại vóc dáng như

đã trình bày ở phần tổng quan Do vậy trong luận án sẽ kế thừa phương pháp nghiên cứu phân loại vóc dáng này cho đối tượng nam trung niên Việt Nam sống và làm việc tại thành phố Hồ Chí Minh

2.4.1.3 Phân loại vóc dáng cho nam trung niên TP.HCM (30÷60 tuổi) bằng phương pháp xử lý thống kê

Sau khi xác định được sự đa dạng vóc dáng trong nam giới, nghiên cứu phân loại vóc dáng tập trung vào phân tích vóc dáng lứa tuổi trung niên với 378 bộ dữ liệu 2D

và 3D Kết quả mô tả dữ liệu và đặc trưng cơ thể của từng vóc dáng được sử dụng làm dữ liệu đầu vào của Avatar ban đầu để xây dựng nên đa dạng Avatar 3D theo đa dạng vóc dáng nam trung niên TP Hồ Chí Minh

Phương pháp phân loại vóc dáng tương tự như trên

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người từ

dữ liệu quét 3D theo vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh

Nội dung 2: Nghiên cứu xây dựng Avatar từ dữ liệu quét 3D theo vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh

Bài toán xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người từ số đo 2D (các kích thước vòng của cơ thể) thực chất là hai bài toán nội suy:

 Từ số đo tay nội suy vòng quan trọng theo hình dáng của vòng tại vị trí đo

 Từ các vòng quan trọng nội suy các vòng ở giữa

Để nội suy hiện tại có hai hướng tiếp cận: (1) hướng tiếp cận nội suy toán học và (2) hướng tiếp cận máy học (đặc biệt là học sâu) – đây là hướng tiếp cận hiện đại Luận án tiến hành xây dựng hai mô hình theo hai hướng tiếp cận để đánh giá mức

độ chính xác và hợp lý cho bài toán

Sau khi xây dựng được hai mô hình cho đối tượng là nữ thì luận án hy vọng mô hình này cũng có thể áp dụng cho số đo cơ thể là nam, vì cơ thể nữ giới sẽ biến đổi nhiều hơn nam sau khi có gia đình, đặc biệt sau khi sinh con; nghĩa là mô hình được xây dựng có thể tổng quá hóa cho đối tượng là con người mà không còn phân biệt là nam hay nữ Đồng thời, mỗi bộ dữ liệu được quét từ các thiết bị khác nhau nên sẽ có

số lượng điểm ảnh, kích thước khác nhau Nếu phương pháp có thể giải quyết tốt cho hai bộ dữ liệu thì có nghĩa là phương pháp đã tổng quát hóa tốt

2.4.2.1 Thiết kế mô hình 3D bằng phương pháp nội suy

* Môi trường thực nghiệm

Ngôn ngữ lập trình: Python

Môi trường xem 3D: Blender

Cấu hình máy: CPU Intel Core i5, RAM 4GB

Hệ điều hành: Microsoft Windows 10 Professional

* Dữ liệu thực nghiệm

+ Dữ liệu quét 3D của 600 phụ nữ Việt Nam

Luận án đề xuất một phương pháp hình thành các hàm biến dạng để có thể xây dựng lại cơ thể người 3D bằng các thông số kích thước cơ thể 2D và 3D Ý tưởng tiên tiến trong phương pháp của chúng tôi là chia cơ thể 3D thành các phần nhỏ Theo cách đó, các tham số khác nhau cần thiết để nội suy cho từng phần được thiết

lập Ghép các phần lại thành mô hình 3D cơ thể người hoàn chỉnh Các bước tiến hành xây dựng mô hình 3D bằng phép toán nội suy như sau:

a) Đề xuất quy trình xây dựng mô hình 3D tổng quát

b) Xây dựng bộ số đo cho mô hình

c) Xác định vị trí các mặt cắt chính

d) Xác định các điểm trọng yếu của mỗi mặt cắt

e) Điều chỉnh các điểm trọng yếu trên mặt cắt tương ứng với số đo 2D

f) Xây dựng mô hình mặt cắt chính từ các điểm trọng yếu bằng phép nội suy g) Xây dựng mô hình nội suy các mặt cắt trên các phần của cơ thể

h) Đánh giá sai số mô hình 3D

2.4.2.2 Xây dựng Avatar 3D bằng phương pháp máy học sâu

* Môi trường thực nghiệm

+ Ngôn ngữ lập trình: Python và các thư viện chính là PyTorch và numpy + Cấu hình máy: máy chủ Linux với RAM 24 GB, GPU với RAM 12GB và CPU Xeon với 2.2Ghz

Các đám mây điểm và các mắt lưới là một bước thiết yếu trong việc xây dựng các mô hình 3D Bài viết này giới thiệu một phương pháp mới để tạo ra đám mây điểm của các đối tượng 3D từ các thông số kích thước cơ thể quan trọng Để tìm mối quan hệ giữa hình dạng và kích thước, chúng tôi trình bày một phương pháp thể hiện

dữ liệu 3D được gọi là cấu trúc lát mỏng (slice- structure) Một mô hình học tập dựa trên Mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Network -CNN) được thiết kế, sau đó được thao tác để tương thích với sự miêu tả dữ liệu Các lát cắt chính được tạo ra bằng cách khớp với chiều cao xác định trước trước khi toàn bộ đám mây điểm được điều chỉnh bởi Mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Network ) Quy trình xây dựng Avatar 3D hoàn thiện theo các bước sau:

a) Xác định bộ dữ liệu cho máy học chuyên sâu

b) Tiền xử lý dữ liệu

c) Các kích thước cần thiết

d) Phương pháp luận: Xây dựng các lát cắt chính; tạo toàn bộ đám mây điểm e) Mô hình máy học

f) Đánh giá sai số mô hình dự đoán và mô hình thực tế

2.4.2.3 May ảo sản phẩm Áo dài nam theo Avtar vóc dáng nam trung niên TP.HCM

Thiết kế thời trang 3D đang đóng vai trò quan trọng và đã đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp may mặc trang phục Phần mềm CLO3D uy tín và độ tin cậy tiêu dùng cao cho phép các nhà thiết kế tạo và điều chỉnh các sản phẩm may một cách nhanh chóng Từ đó, đưa ra các giải pháp kĩ thuật để giảm thiểu các vấn

đề trong quy trình sản xuất sản xuất hàng loạt Ngoài ra, phần mềm CLO3D còn hỗ trợ quá trình kiểm tra, đánh giá sự vừa vặn của trong phục để phản hồi một cách nhanh chóng cho khách hàng để tiến hành cho bước chỉnh sửa tiếp theo

Mô hình Avatar 3D theo vóc dáng của nam trung niên TP.HCM sau khi được xây dựng theo phương pháp của luận án được lưu ở đuôi OBJ tương thích với phần mềm CLO3D

Luận án tổng hợp các qui trình thiết và thử mẫu trên CLO3D ứng dụng trong các nghiên cứu thiết kế thời trang tùy chỉnh cho khách hàng thông minh và đề xuất quy trình như sau:

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN

3.1 Kết quả bộ dữ liệu số đo 2D và 3D cơ thể người

Luận án đã thu thập được 1106 bộ dữ liệu 2D và 3D của 1106 nam giới thành phố Hồ Chí Minh tuổi từ 18 đến 60, trong đấy có 378 nam trung niên trong độ tuổi

30 đến 60 Mỗi một bộ dữ liệu có:

1) File dữ liệu 3D ở dạng đám mây điểm ảnh như hình 3.1

2) File dữ liệu 3D 60 mốc nhân trắc được trích xuất tự động như hình 3.2

3) File mô tả vị trí kích thước trên cơ thể 3D như hình 3.3

Hình 3 3: Vị trí các kích thước cơ thể

Hình 3.1: Dữ liệu 3D ở dạng đám mây điểm ảnh và bể

mặt trơn được trích xuất tự động

Hình 3.2: Dữ liệu 3D của mốc nhân trắc được trích xuất tự động