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虚拟现实与人工智能融合:智能衣橱系统设计与实现

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而随着目前计算机软硬件技术的发展,将VR技术与穿搭场景相结合研发“虚拟试衣技术”成为智能衣橱APP的下一个发展方向。由于虚拟现实的技术属性和商业化特点,VR在服饰领域正完美充当着“互联网+”的先锋军角色。以上种种实例说明,将虚拟现实技术运用到智能衣橱APP是当前“互联网+VR”的大趋势,各大电商企业为了提升服饰类商品的购买体验,来刺激用户消费的行为。

虚拟现实与人工智能融合:智能衣橱系统设计与实现

近年来,用户对于移动应用服务的需求越来越多样化,涉及日常生活的方方面面,网购试衣、穿衣搭配就是其中一个方面。但由于研发投入以及技术上的限制,目前已经出现的一些衣橱手机应用程序有很多不足,普及率有限。论文针对国内移动应用市场上“传统衣橱APP+VR+AI”类应用的空白,尝试将人工智能虚拟现实技术引入手机衣橱,以提高用户体验。

(一)国内外智能衣橱应用发展概况

智能衣橱APP的兴起让服饰领域电商企业也嗅到了新的商机,考虑到用户在网上购衣时面临以“无法试穿”为主的一系列现实问题,这些问题阻碍了服装网购平台的进一步发展。然而随着目前计算机软硬件技术的发展,将VR技术与穿搭场景相结合研发“虚拟试衣技术”成为智能衣橱APP的下一个发展方向。由于虚拟现实的技术属性和商业化特点,VR在服饰领域正完美充当着“互联网+”的先锋军角色。一些占据服饰领域的电商企业为了契合当前用户的消费心理需求,增加用户黏性,尝试将虚拟试衣功能加入导购类智能衣橱应用中,纷纷推出自己的线上衣橱以及虚拟试衣平台。比如,京东的京致衣橱,淘宝的虚拟试衣间以及优衣库的在线虚拟试衣平台等。手机淘宝团队曾于2015年推出360度虚拟试衣功能,此前京东商城也曾在2014年年初试推过“虚拟试衣间”,用户在网上上传自身照片并调整身体各方面指数,就能看到一个虚构的、模拟的人身图像,但却不能展现用户真实的身体特征。类似优衣库的虚拟试衣平台也只能尽可能让用户选择身材相仿的虚拟模特,“换上”款式简单的衣服展示穿衣效果。也许是意识到VR极高的技术门槛,京东在2014年底决定和Intel公司合作,期望在未来几年内能把Intel公司独有的“实感技术”与京东的“虚拟试衣间”结合。由此看来,京东与微信共同推出的“京致衣橱”APP也许将在未来几年内完善虚拟试衣间的功能。在国外,虚拟试衣服务与国内相比要完善一些,美国的一家创业公司—Metail可以根据用户上传的全身照片和身体各项数据生成虚拟模特,穿衣效果比国内的虚拟试衣显示的真实许多,这项技术帮助他们拿到了1 200万美元的B轮融资。以上种种实例说明,将虚拟现实技术运用到智能衣橱APP是当前“互联网+VR”的大趋势,各大电商企业为了提升服饰类商品的购买体验,来刺激用户消费的行为。

各类虚拟衣橱APP给用户提供了耳目一新的搭配和试衣体验方式,但由于当前VR技术还不够成熟,操作过于繁琐,大部分线上虚拟试衣平台无法在电脑和移动终端面前为用户提供多种类衣服的良好试穿体验。同时,无法持续投入技术研发成本导致用户黏性不足甚至流失,从用户的需求角度来看。目前,各大平台提供的虚拟试衣服务并不能还原真实的试衣细节,网上选购衣物要考虑到合身和搭配两点需求中的至少一个才算成功。第一,前者的技术核心在于参数化的仿真模型。要获得更加逼真的虚拟试衣场景,将是一项成本巨大的工程,不仅要对每个物体单独三维建模,还要用到复杂的编程技术和建模软件。由于,VR系统对实时性的要求较高,虚拟试衣场景和移动电商领域具有其特殊性,虽然目前存在多种成熟的建模技术,但导入大量衣服和人体数据依然困难,模拟人体的角度、光线、褶皱等细节也无法精确展现。第二,后者的搭配功能和用户所处的真实环境,如天气温度、场合等因素没有良好的相关性。因此,以购物商城为依托的线上衣橱和虚拟试衣类APP目前在实际生活中并没有得到用户的持久关注。

综上所述,智能衣橱APP近年来在国内外均有一定的研究和发展,不管是在日常生活方面还是购物方面,用户对智能衣橱APP都有很大的需求,其面向的对象也不仅局限于女性群体,只要对穿衣有需求的群体都是智能衣橱APP的受益者。近年来,移动互联网的快速发展带动了计算机软硬件的不断改进,对应虚拟现实技术和人工智能的研究也渐成体系,将传统智能衣橱APP与VR技术、AI技术相结合将是智能衣橱APP未来的发展趋势,不过短期内要跨过相关的技术门槛还是一件任重道远的事情。由于当下VR技术的发展还不成熟,人工智能在衣橱类APP中的应用也不够充分,现有的智能衣橱APP尚处于起步阶段,未来还有很大的发展空间。

(二)智能虚拟衣橱总体设计

1.智能虚拟衣橱总体架构

针对以上功能模块的需求和具体实现过程,论文设计的智能虚拟衣橱应用在硬件平台不仅涉及移动智能终端,还包括服务器。客户端基于android平台,后台服务器的选择考虑到技术成熟度、性能和开源等特点,采用的是当下普遍使用的Web应用服务器Tomcat,数据库平台为MySQL,其体积小、速度快、成本低,而且源码开放,对于大部分研发者和小规模企业来说,MySQL足以满足开发和使用需求。

考虑到客户端和服务器的功能需求和设置,客户端的主要操作在于将衣橱分类、上传分类衣物图片、图片的输出和更新等,所以将其主要的逻辑功能实现,如衣物推荐功能都放在服务器端处理。论文设计的智能虚拟衣橱应用的整个软件系统是基于B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)的三层架构设计的,B/S架构随着互联网的普及而出现,从本质上说,B/S架构可看作是一种由传统的二层模式C/S架构改进而来的三层模式,是C/S架构在Web上应用的特例。B/S架构的特点如下:①三层架构,由浏览器客户端,Web服务器和数据库服务器组成。②B/S架构的浏览器就是客户端,只能实现简单的输入输出信息和共享功能,主要的逻辑事务要在服务端处理。③B/S是浏览器客户端通过Web服务器向数据库服务器发送数据请求,实现多对多的通信。④B/S采用JDBC方式连接数据库服务器,客户端有请求就连接,结束后就断开,对用户连接的数量没有多大限制。

三层的B/S架构中的第一层是浏览器客户端,仅可以进行简单的输入输出功能,基本不处理事务逻辑;第二层是Web服务器,负责传递数据;第三层是数据库服务器,负责处理主要的逻辑事务,主要对数据库进行操作,将处理后的信息反馈给第二层。

在笔者设计的智能虚拟衣橱APP中,客户端与服务器的通信采用http协议,客户端与服务器之间所有的数据交互通过http协议的HttpServk类实现。服务器端通过Servlet接口接收客户端的请求,Servlet容器解析客户端的http请求,把请求封装成一个HttpServletRequest对象,将对象传给HttpServld的service方法,信息反馈给数据库后生成的响应数据传给客户端,Servlet只用来扩展基于http协议的Web服务器。

2.智能虚拟衣橱功能框架

智能虚拟衣橱应用主要由客户端和后台Web服务器构成,论文针对智能虚拟衣橱应用的实际需求,在客户端和服务端分别进行了功能框架设计。

(三)智能虚拟衣橱功能设计

针对客户端和服务端的功能框架设计,此处根据不同的功能模块,对该模块涉及的具体功能进行设计。

1.用户注册功能

用户第一次使用本应用时需要进行账号注册和密码设置,所有注册的用户信息将会传到服务器以用户信息表的形式储存,使注册过的用户下次可以直接登录。(www.xing528.com)

2.用户登录功能

用户注册后就可以输入账号以及密码登录系统,服务器接收到登录请求后,判断与数据库里的该用户的信息表是否吻合,并将请求的响应数据返回给客户端,信息若一致,客户端将登录成功,否则无法登录。

3.衣橱分类功能

衣橱分类功能是整个应用的基础功能,在对衣橱进行衣物分类的基础上,通过拍照或相册导入的方式加入用户的衣物,添加时会附加一些属性信息。比如,适用季节、穿衣指数、风格、场合、品牌价值等,所有的图片信息从客户端上传并储存在服务端的数据库。用户通过此功能可以把现实中的衣橱搬到移动终端,打造个人的专属衣柜

4.我的搭配功能

和衣橱分类功能类似,所有搭配图片都上传到服务端。我的搭配分为己有搭配和收藏搭配两部分,用户可以通过相册导入或拍照将搭配图片保存己有搭配里,操作上同样要输入衣服的属性信息。收藏搭配可以对已有的搭配进行标记收藏,也可以添加自己在生活、网络、街拍上欣赏的搭配素材,给自己的搭配增加灵感。

5.天气预报功能

用户打开应用后,主界面会根据GPS定位显示当地的实时天气信息,这些信息是通过调用百度天气的第三方接口实现的。用户还可以自定义查询其他位置的天气,并且随时随地进行更新。

6.智能推荐穿衣功能

推荐穿衣功能主要是通过今日天气的温度范围、场合、频率等特征来推荐最优的穿衣搭配方案,通过百度天气接口获取今日天气温度范围。根据穿衣领域的“26度穿衣法则”生成“穿衣指数评分公式”对衣服图片进行打分和评估,过滤出符合当下季节、温度等内容的穿衣方案。再根据用户对场合和衣服的穿搭频率加权打分,生成“最佳穿衣指数公式”智能化推荐今日最优穿衣方案。用户可以根据今日天气、选择场合查看当天推荐的穿衣搭配方案,属于本应用的核心功能之一。

7.立体显示功能

立体展示是“VR试衣”的功能模块之一,与2D的单一化图片显示相比,立体显示的素材取自实际拍摄效果图片,能呈现出真实的搭配效果。用户通过拍照或相册导入两张左右平行拍摄的照片,戴上VRBOX头盔式虚拟现实眼镜即可观看搭配图片的3D立体展示效果。

8.360度全景展示功能

“VR试衣”的另一个功能模块,利用对象全景技术,以搭配的场景对象为中心,环物拍摄多张照片根据矩阵排列导入,使用此模块时用户不需要借助VRBOX设备就可以360度全景观看搭配场景。本功能模块使用Object2VR软件实现PC端的全景展示,以同样的原理在手机上实现观看全景功能,可360度交互地观看搭配场景(图9-9)。

图9-9 VR试衣现场图

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