автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизация проектирования нестандартных компьютерных манекенов

На правах рукописи

БАЛЖИРСУРЭН ГАНЦЭЦЭГ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСТАНДАРТНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ МАНЕКЕНОВ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (промышленность)

г 1 ОИТ 2009

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск - 2009

003478597

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»

Научный доктор технических наук, профессор

руководитель: Фроловский Владимир Дмитриевич

Официальные доктор технических наук, профессор

оппоненты: Файзуллин Рашит Тагирович

кандидат технических наук, доцент Чижик Маргарита Анатольевна

Ведущая Государственное образовательное учреждение

организация: высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникации и информатики»

Защита диссертации состоится «23»октября 2009 г. в 1400 ч. на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.250.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия» (СибАДИ) по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия» (СибАДИ) по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5., тел, факс: (3812)65-03-23, е-таП:АгкЫрепко_т@$1Ьас1].о^

Автореферат разослан 23 сентября 2009 г.

Ученый секретарь объединенного диссертационного совета ДМ 212. 250. 03 кандидат технических наук

М. Ю. Архипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Существует проблема построения параметрических моделей сложных геометрических объектов. При этом преследуются две цели:

1) сжатие большого объема геометрической информации;

2) возможность быстрой автоматической генерации моделей с заданными индивидуальными параметрами минуя сложный и трудоемкий процесс поэтапного моделирования стандартными интерактивными средствами универсальных графических систем.

В работе рассматривается задача параметрического моделирования компьютерных нестандартных манекенов людей. Решение данной задачи является на сегодняшний день актуальным, так как все большее количество областей заинтересовано в использовании подобных манекенов. Каждая область предъявляет свои требования к создаваемой модели. Данная работа направлена на создание компьютерных нестандартных манекенов для использования в швейной промышленности. Поэтому основным требованием к модели является создание антропометрических верных манекенов.

В настоящее время во многих странах мира ведутся активные исследования в области параметрического моделирования человеческого тела. Швейная промышленность - одна из наиболее заинтересованных в создании виртуальных манекенов областей. Для данной отрасли необходимы манекены, наиболее точно учитывающие индивидуальные особенности внешней формы тела человека. В массовом производстве одежды основная роль отводится типовым фигурам, создание которых можно вести на основе существующих государственных стандартов. Но типовые фигуры позволяют охватить не более 4% населения Россия, 5% населения нашей страны (Монголия). Тем не менее, основным преимуществом такого подхода является создание размерной типологии с помощью 3-4 параметров.

Компьютерные нестандартные манекены могут входить в состав систем автоматизированного проектирования для швейной промышленности. Использование стандартных манекенов (типовых фигур) позволит сократить время на проектирование новых моделей одежды, а также оценить посадку изделия на модели и при необходимости произвести корректировку возникших дефектов.

Создание одежды для нетиповых фигур происходит в области индивидуального пошива. При этом разработчикам приходится производить достаточно сильные изменения в базовых выкройках, что требует значительных затрат времени. Разработка компьютерных нестандартных манекенов (нетиповых фигур) позволит упростить процесс создания лекал.

Другой областью применения являются системы виртуальной примерки, используемые в Интернет - магазине. Такие системы предоставляют услуги виртуальной примерки одежды с учётом индивидуальных размеров покупателя. Работа виртуальных примерочных через Интернет делает одним

из наиболее важных требований к разрабатываемым системам малый размер передаваемых пользователю данных, а также высокую скорость генерации модели.

Использование параметрического представления сложных геометрических объектов позволяет сократить большой объем геометрической информации, и существенно уменьшить время на создание модели с заданными индивидуальными параметрами. Последнее достигается за счет замены сложного и трудоемкого процесса поэтапного моделирования стандартными средствами графических систем автоматической генерацией новой модели.

Одной из составных частей систем виртуальных примерочных может быть создание списка рекомендаций по выбору одежды. Использование нестандартных манекенов позволит наглядно продемонстрировать способы сокрытия возможных дефектов строения тела.

Компьютерные нестандартные манекены, отражающие индивидуальные особенности формы тела человека, могут быть использованы в медицине. Манекены с различным состоянием осанки могут служить пособиями для обучения студентов медицинских вузов диагностике нарушений осанки при внешнем осмотре пациента.

Цель работы

Данная работа посвящена проблеме моделирования сложных геометрических трехмерных (3D) объектов с привлечением методов представления знаний, параметрического представления сложных поверхностей. Ставиться цель разработать гибридную модель, учитывающую поверхностные и глубинные знания сложного 3D объекта, разработать методы генерации моделей заданного параметра с индивидуальными параметрами, а также поддерживающие эти методы программные средства в виде специализированных расширений для открытых графических сред типа AutoCAD, Maya и др. В качестве объектов исследования рассматриваются модели компьютерных нестандартных манекенов.

Основные задачи исследования

В связи с поставленными целями в работе решаются следующие задачи:

1. Построение модели 3D объекта сложной структурой.

2. Разработка методов моделирования сложных параметрических геометрических объектов.

3. Разработка методов генераций моделей с заданными параметрами.

4. Разработка программного обеспечения для задачи моделирования и его интеграция в современные графические системы.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования данной работы являются сложные геометрические объекты - виртуальные нестандартные манекены человеческого тела.

Предметом исследования являются методы сжатия геометрической информации сложных объектов, методы параметрического представления и моделирования сложных объектов.

Методы исследования

В работе используются математические методы аппроксимации и интерполяции, методы линейной алгебры, методы оптимизации, методы вычислительной геометрии и компьютерной графики, методы прикладной логики. Основные положения диссертационной работы, эффективность разработанных методов и алгоритмов подтверждены конструктивными программными реализациями, представленными в виде комплекса программ.

Научная новизна

Основные научные результаты, полученные в данной диссертационной работе, заключается в следующем:

1. Предложена параметризованная модель ЗР - объекта со сложной структурой на основе технологии деформаций.

2. На примере модели тела человека продемонстрирован метод извлечения и представления знаний о сложном геометрическом объекте.

3. На основе антропологической информаций построен ЗО - объекта на примере модели нестандартного манекена.

4. Предложен метод визуализации ЗО - объекта как процесс «обтягивания» гладкой параметрической поверхностью, представленной системой многомерных сетей.

5. Исследован характер поведения модели ЗБ - объекта с зависимости от количество используемых параметров. На примере модели нестандартного компьютерного манекена продемонстрировано реалистичное представление объекта.

Авторским вкладом в настоящей работе является параметрическое моделирование нестандартных компьютерных манекенов, которое основано на знании антропометрических особенностей тела человека с нетиповой фигурой. Переход фигуры в класс нетиповых происходит за счет учета возможных нарушений осанки. При этом учет нарушений происходит не только в сагиттальной, но и во фронтальной плоскости.

Практическая ценность и реализация результатов работы

На основе проведенных исследований, разработанных моделей и алгоритмов, создан комплекс программ для параметрического моделирования, идентификации и генерации трехмерных компьютерных

нестандартных манекенов. В данном комплексе реализованы следующие программные модули:

1. Параметрического моделирования поверхностей на основе деформации;

2. Построение базовой трехмерной сеточной модели;

3. Автоматизированная генерация индивидуальных моделей;

4. Оптимизация трехмерной модели.

Некоторые области применения результатов проведенных исследований были показаны при доказательстве актуальности темы данной диссертации. К сожалению, на сегодняшний день исследования в данном направлении носят несистематизированный характер.

В настоящее время с помощью разработанного программного продукта построены модели манекена по реальным индивидуальным данным людей, которые использовались в учебном процессе при подготовке специалистов Новосибирском Технологическом Институте (НТИ МГУДТ) и на кафедры Исследования и дизайна одежды Монгольского государственного научно-технологического университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Модели 3D - объекта со сложной структурой.

2. Метод извлечения и представления знаний о сложном геометрическом объекте.

3. Метод генерации индивидуальных моделей на основе базовой модели.

4. Метод визуализации 3D - объекта как процесс «обтягивания» гладкой параметрической поверхностью, представленной многомерными сетками.

5. Оптимизационный подход для сжатия трехмерной модели путем выделения наиболее значимых характеристических точек и параметрическом представлении.

6. Алгоритмическое и программное обеспечение задач указанного класса и его интеграция в современные графические системы.

Апробации работы

Исследования, проводимые в рамках работы над настоящей диссертацией и полученные результаты, нашли отражение в публикации материалов докладов на межвузовских и международных научных конференциях.

Основные положения диссертационной работы, разработанные модели, методы, алгоритмы и программы были представлены и обсуждались на следующих конференциях:

• Конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (НГУ, Академгородок, Новосибирск, Россия, 24-26 февраля, 2007);

• Вторая международная конференция-форум по стратегическим технологиям «International Forum on Strategie Technologies IFOST - 2007» (Улан-Батор, Монголия, 3-5 октября, 2007);

• Всероссийская научная конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». (НГТУ, Новосибирск, Россия, 6-9 декабря, 2007);

• Конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Новосибирск, Академгородок, НГУ, Россия, 1-2 марта, 2008);

• Между народная конференция «Computational Technologies in Electrical and Electronics Engineering». The IEEE region 8 SIBIRCON 2008. (Novosibirsk Scientific Centre, Novosibirsk, Russia, July 21-25, 2008);

• Научно-практическая конференция «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов» (ТПУ, Томск, Россия, 22-24 апреля, 2008);

• Международная конференция-форум по стратегическим технологиям «ICICT - 2009» (Улан-Батор, Монголия, 12-14 август, 2009).

В 2008 г на конференции «Научно-практическая конференция «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов», автор получил диплом второй степени.

Основные положения, выводы и результаты диссертаций опубликованы в 12 работах, представленных в автореферате диссертации.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, список используемых источников из 108 наименований и предложений. Основной текст диссертации составляет 152 страниц и включает в себя 20 таблиц, 95 рисунок и 3 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, отмечена научная новизна и практическая значимость результатов работы, кратко излагается структура диссертации.

В первой главе проводится анализ современных методов трехмерного моделирования. Рассматриваются наиболее распространенные в современных графических системах типы создания поверхностей, к ним относятся каркасные поверхности, поверхности, основанные на движении, поверхности натяжения, трехмерные сети и др.

Поверхности, описываемые аналитически, обладают двумя важными свойствами: 1) дают аппарат, необходимый для исследования локальных свойств поверхностей; 2) позволяют с необходимой точностью легко выполнять аппроксимацию поверхностей с достаточно сложным рельефом.

Построение моделей объектов со сложной структурой, представляет собой сложный процесс, требующий как универсальных, так и

специализированных технологий для конкретных предметных областей. Если рассматривать задачу моделирования с точки зрения когнитивной геометрии, то можно выделить три основных подхода, отличающиеся по степени участия человека в процессе моделирования: построение новых геометрических форм путем измерения существующего объекта, ручная детализация новой геометрии пользователем, автоматическая генерация геометрических форм путем деформации.

Результатом аналитического обзора является вывод о необходимости использования методов, которые позволяют строить модели объектов со сложной структурой.

В данной главе введены обзор существующих систем моделирования человека и в конце главы формулируются проблемы и перспективы развития систем моделирования человека.

Во второй главе диссертации показывается обоснованность выбора осанки в качестве основного признака моделирования нестандартного манекена, рассматривается строение позвоночного столба, классифицируются искривления позвоночника и методы диагностики данных нарушений. Данной главы формулируется постановка задачи параметрического моделирования человека.

Во второй главе описано экспериментальное исследование процедуры выбора оптимальных параметров, используемых для построения поверхности объекта.

Поверхность тела человека представляет собой сложную незакономерную поверхность, которая нестабильна и зависит от многих изменчивых факторов. Геометрическая модель объекта должна быть его аналогом и повторять те его свойства и их взаимодействия, которые необходимы для изучения объекта, а именно для получения размерных характеристик тела человека и построения поверхности, которая станет базовой модели.

Прежде чем рассматривать проблему построения поверхности манекена, выделим основные оси и плоскости тела человека, которые будут использоваться в дальнейшем при построении сечений рассматриваемых моделей. Основные плоскости тела ориентируются в системе трёх взаимно перпендикулярных осей: вертикальной и двух горизонтальных - поперечной и глубинной.

В межгосударственном стандарте указаны основные антропометрические точки женской фигуры, используемые для моделирования одежды, а также приведены размерные признаки женских типовых фигур. Использование одних антропометрических точек в работе недостаточно, поэтому необходимо ввести понятие размерного признака, которое является базовым понятием при моделировании любой сложной параметрической поверхности, в том число и человеческого тела. Под размерным признаком понимают высоты антропометрических точек, обхваты тела на различных уровнях

(сечениях), диаметры сечений, длины различных сегментов человеческого тела.

Помимо основных параметров выделена группа линейных и объемных параметров. К линейным и объёмным параметрам относятся те размерные признаки, которые необходимо учитывать при построении человеческой фигуры. Линейные параметры - параметры, которые определяют высоты различных антропометрических точек. Объёмные параметры - параметры, определяющие обхваты частей тела, а также - расстояния и длины между различными антропометрическими точками. Все рассматриваемые в стандарте размерные признаки определяются из табличных данных по трем основным размерным признакам. Из 63-х перечисленных в стандарте размерных признаков были использованы только те, которые были необходимы для построения туловища манекена женской фигуры.

В результате сравнения установлено, что основные антропометрических данных взрослого населения Монголии сравнительно всем признаком, чем русского населении. Это связано с этническими и жизненными особенностями населения страны.

Таблица 1

Сравнительные данные размерных признаков

Размерных признаков Монголия Россия

М±8

Рост 154.614±5.39 156.42±5.63

Обхват груди III 88.459±8.014 97.35±9.96

Обхват груди II 75.5±9.76 81.27±11.14

Обхват бедер 97.27±7.806 102.64±9.04

В третьей главе рассмотрены решения вопросов выбора и реализации методов моделирования нестандартных компьютерных манекенов, рассмотрены представления базовой модели, а также способы ее параметризации.

Рассматривается графический уровень гибридной модели. Этот уровень содержит математический аппарат для визуализации внешней формы посредством параметрического представления поверхности. В качестве наиболее эффективного метода представления геометрических объектов рассматривается метод деформации.

Таким образом, дальнейшая работа будет проводиться с использованием полученной базовой модели туловища, состоящей из 25 слоёв по 100 точек на каждом.

Цель любой параметризации - поиск минимального количества описывающих объект параметров, с помощью которых можно описать как можно большее количество объектов класса. Параметризация тела человека -это очень сложная задача, особенно когда требуется описать её разумным числом параметров, которые должны быть достаточно легко измеряемыми.

9

Для выбора параметров моделирования нестандартного компьютерного манекена необходимо определиться с методом диагностики данных нарушений, характеристика которых приведена во второй главе диссертации. Описательный метод позволяет определить только наличие нарушения, но не дает никаких количественных оценок. Бесконтактные методы требуют наличия сложной технической аппаратуры для получения контуров тела. Таким образом, наиболее целесообразно выбрать контактный метод исследования осанки.

Моделирование нестандартного компьютерного манекена в сагиттальной плоскости будем вести на основании следующих параметров:

• глубина шеи (РП№ 74)

• глубина талии I (РП №78)

• глубина талии II (РП №79)

• А во фронтальной плоскости будем вести на основании следующих параметров:

• код тип сколиоза (1 - шейно-грудной, 2 - грудной, 3 -грудопоясничный, 4 - поясничный, 5 - комбинированный);

• направленность дуги (левосторонний, правосторонний);

• величина смещения вершины дуги.

Рис.1, а). Измерение размерных признаков: глубина шеи (РП№74), глубина талии I (РП№78), глубина талии II (РП№79) б). Измерение величины смещения вершины дуги

Пусть Р'- множество точек параметрического представления манекена,

где г - номер горизонтального уровня сечения манекена, а } - номер точки в сечении.

Р = {р,^} - множество точек модели, удовлетворяющей ограничениям и полученной из базовой модели применением серии деформационных преобразований. Любое аффинное преобразование в трехмерном пространстве может быть представлено в виде суперпозиции операторов вращения, растяжения (сжатия), отражения и переноса.

К исходному множеству точек Р базовой модели применим серию матричных деформационных преобразований с учетом ограничений:

где M¡y - оператор переноса 7-ой точки г'-ого слоя по оси абсцисс; M¡j3> . координаты j-ой точки г-ого слоя переноса по оси ординат; M¡/,2>- переноса j-ой точки /-ого слоя по оси аппликат и оператор масштабирования j-ой точки г-ого слоя по осям абсцисс и ординат; p'j - множество точек базовой модели манекена.

Мы можем найти новые высоты слоев на основании роста и соответствующих зависимых размерных признаков.

В соотношениях 1 через z¡ для г'е (0, 1, 2, 5, 10, 20, 23) обозначена высота слоя с номером г для новой модели. Назовем данные слои базовыми. Высоты оставшихся слоев находим с помощью линейной интерполяции соответствующих базовых слоев:

В данной формуле - высоты верхнего и нижнего базовых слоев для i— * * *

ого слоя; —i-, где г* - высота г'-ого слоя базовой модели, a z'.z," -

высоты верхнего и нижнего базовых слоев для г-ого слоя базовой модели.

В нашем случае, в сагиттальной плоскости был выбран метод свободной формы. На каждый слой было наложено преобразование - перенос вдоль оси ординат для моделирования нарушений осанки в сагиттальной плоскости. Здесь м(/'=о. Координат точек г-ого слоя новой модели в сагиттальной плоскости найти с помощью соотношения:

НСх> = м<.1>м(.и)р'

* ij IJ Ч IJ

Тогда результирующая матрица преобразований будет иметь вид:

[а, 0 0 0 ]

0 Д 0 (р-1)-су1+{1, 0 0 1 v,

ООО 1 J

где а,, Д - коэффициенты масштабирования г-ого управляемого слоя по оси абсцисс и оси ординат соответственно; су, - координата центра деформации г'-ого слоя по оси ординат (координата по оси абсцисс равна нулю); //, -значение переноса по оси ординат для г'-ого неосновного (управляемого) слоя.

Значения переноса для промежуточных (неосновных) слоев будем находить интерполяцией кубическими сплайнами по известным значениям основных слоев:

Л = Ч )+ck(z¡-z^)2 + dk(z¡-z4)3.

M<UJ) =

где г" - высоты /-ого слоя и нижнего основного (управляющего) слоя для /ого; ок(г)'Ьк(1)-ск(1)-<^к()) - параметры кубического сплайна на к- ой интервале высот, которому принадлежит ¿- ого слоя; *е где N -

количество основных (управляющих) слоев;

В данной формуле значения коэффициентов ак=ц1_1; г, =о, сЛ1, =0, коэффициенты ск при решении системы линейных уравнений:

Мк -Л-/ А-/ - А-

,1

К, Ч

гд- значение переноса по оси ординат для Хг-ого, (к-1)-ого и (к-2)-ого основных (управляющих) слоев.

./^-Алг-1

3

м зи//-

Ьк(ск+1 + 2ск) г г> «г п I , С1+1-С1

1[ Ик 3 ¡1 * %

Во фронтальной плоскости был использован метод деформации шнура. В нашем случае исходная кривая Л повторяет форму спины базовой модели. Она задается набором точек в трехмерном пространстве />," = (xf.yf.zf). Точка / исходной кривой Я сопоставляется с г'-ым слоем базовой модели, поэтому координаты х*,у? совпадают с координатами точки середины спины ¿-ого слоя новой модели - xf = х'!0-а1, у?=(у150-су1)-р1+н (данная точка имеет 50-й порядковый номер в каждом слое), а координата = соответствует высоте г-ого слоя. В данных формулах А,],}-*,,)- координатыу'-ой точки в ¿-ом слое базовой модели, я,,Д - коэффициенты масштабирования г-ого слоя по

осям абсцисс и ординат, //, - значение переноса /-ого слоя по оси ординат, г* - высота /-ого слоя базовой модели, и,- - значение смещения ¿-ого слоя по оси аппликат. Координаты точек ¿-ого слоя новой модели во фронтальной плоскости найти с помощью соотношения:

Тогда результирующая матрица преобразований будет иметь вид:

к о о яи 1

О Д О (р-1)су,+^ 0 0 1 у

ООО 1 ]

где «,,Д- коэффициенты масштабирования /-ого управляемого слоя по оси абсцисс и оси ординат соответственно; сух - координата центра деформации /ого слоя по оси ординат (координата по оси абсцисс равна нулю); Лу -значение переноса у'-ой точки ¿-ого слоя по оси абсцисс. Оно находится с помощью значения переноса ¿-ой точки шнура (А,), используя следующее соотношение:

Точка функция плотности F, используемая в данной работе, имеет вид:

F(xtJ.x?M2g3-3g2-H), где x,j е pfj>, а значитх,7 = х'и ■ а,;

^(x' j ■ а, - X? )2 + ((y'j - су, > ■ Д + ft - yf /

S---

г

Для нахождения значения переноса /-ой точки шнура (Л,) использовалась интерполяция с помощью кубического сплайна:

Л +Ы*,-=D+Ct(z, --'Г/ +dk(z, [1.N-1] ,

где А,- - значение переноса по оси абсцисс i-ой управляемой точки; z„ z," -высоты ¿-ой точки шнура и нижней управляющей точки для i-ой;ak(i),bk(i),ck(i),dk(j) - параметры кубического сплайна на к-ом интервале высот, которому принадлежит /'- ой точка; N - количество управляющих точек, соответствующее заданному типу сколиоза.

Построение нового манекена проводится модификацией точек базовой модели, чтобы после проведённых деформаций новый построенный манекен удовлетворял ограничением, которые обеспечивают соответствие манекена заданным параметрам. Кроме того, нам необходимо, чтобы перемещение точек сечений базового манекена было минимальным. Тогда целевая функция данной задачи Q(P), представляющая собой суммарную деформацию точек базовой модели, будет минимизироваться, т.е. Q(P)~* min . К моделированию поверхности манекена, при использовании

точки растяжения (0, с,) для i - ого слоя, значения коэффициентов масштабирования по осям абсцисс и ординат -а, ß, переноса слоев вдоль оси абсцисс и ординат Д.., //, , значение смещения v, для /-ого слоя, целевая функция оптимизационной задачи будет иметь вид: -

QiP^ßJiXv^Yt^Jl-a-J + l,,)2 +((y'j-с)(1-А)+Ю2 +v,2 +

¡'L, j=0

+ XZО -(d- U )aMi) + tflMi))+(l-t, Яг,; + 'A.J))2 +

+ ((y'j - c)(l -((l-t, )ß„l) + t,ßä(i,)) + (1-1,)nu(i) + tßd(i)У +

+ ((1-1, K<) + 'Улп / + E r.H(h. (p(~a' ~ß,~»Xv)))-* min

i=l

Для поиска минимума реализован модифицированный метод сопряжённых градиентов Флетчера-Ривса, позволяющий получить хорошую сходимость. В результате минимизации получаем упрощенную модель, которая имеет значительно меньшее количество точек в параметризации поверхности. После того, как в сложный объект построенной модели внесены характеристики конкретного индивидуума и натянутая на него поверхность имеет значительно упрощенную форму, становится возможным

13

моделирование различных выражений туловища в реальном времени с помощью уже построенной деформационной схемы.

В четвертой главе излагается материал, связанный с разработкой открытого программного комплекса, предназначенного для практического решения поставленных задач.

В настоящее время разработано достаточно большое количество программных средств, предоставляющих возможность пользователям работать с трехмерными поверхностями. Кроме того, для обмена данными между этими графическими приложениями существуют определенные международные стандарты. Поэтому создание собственного приложения потребует решения вопросов совместимости с этими стандартами, а также реализации базовых операций машинной графики, что представляет собой отдельную проблему. Но из этой ситуации просматривается один очень привлекательный выход, а именно: создать приложение, которое будет являться частью признанного во всем мире мощного графического пакета.

На основе проведенных исследований, разработанных моделей и алгоритмов, создано программное обеспечение «МОНЕМА - моделирование нестандартных параметризованных компьютерных манекенов». Алгоритмы реализованы на языках Borland С++ Builder Enterprise 6.0 и оформлены в виде нескольких задач.

Окно программы с загруженной моделью представлено на рис.2.

Программное приложение, написанное для данной работы, состоит из двух компонентов:

1) для ввода значений измеренных параметров, в результате работы программы формируется текстовый файл, содержащий параметры;

2) для визуального отображения сформированных манекенов.

Рис.2. Главное окно для программ

Для демонстрации результатов моделирования нестандартного компьютерного манекена использовалась классификация нарушений созданная польским исследователем Н. Волянски. Данная классификация является наиболее полной. При моделировании использовались следующие базовые параметры: рост (Р) - 158 см; обхват груди (Ог) - 92 см; обхват бедер (Об) - 96см.

Кифотический тип

РП74: 5; РП78: 2.5; РП74: 7.2; РП78: 2.5; РП74:7.2; РП78: 4.3;

РП79; 3.5 РП79: 3.5 РП79: 4.3

Лордотический тип

РП74: 2.5; РП78: 4.3; РП74: 2.5; РП78: 7.2; РП74: 5; РП78: 7.2;

РП79:4.3 РП79:7.2 Рп79:7 2

Рис. 3. Результаты моделирования нестандартных компьютерных манекенов в сагиттальной плоскости

Таблица 2

Зависимость точности решения от количества итераций МШФ

Итераций МШФ 2 4 20 40 200

Шаг роста штрафа 100 50 10 5 1

Кифотический тип Значение ЦФ 0,1493 0,0655 0,0233 0,0422 0,0152

Время выполнения, с 1 14 20 39 167

Равновесный тип Значение ЦФ 0,1354 0,0892 0,0196 0,0105 0,0120

Время выполнения, с <1 4 20 40 160

Лордотически й тип Значение ЦФ 0,1225 0,0969 0,0163 0,0110 0,0147

Время выполнения, с 1 4 20 37 149

0.16

0.14 0.12

в

В 0.1

§ 0.08 -8

й 0.06 -0.04 0.02

Итераций МШФ -Кифогический тип Равновесный тип

Лордотический тип

Рис.4. Зависимость точности решения от количества итераций МШФ

Как видно из данных табл.2 и из рис.4 в данных примерах нарушения носят компенсированный характер (кифотический, равновесный, лордотический). В методе штрафных функций (МШФ) выбранными параметрами являются начальное значение и шаг коэффициентов штрафа, а также количество итераций МШФ.

На рис. 4 приведены получаемых решений в зависимости от величин шага роста коэффициентов штрафа и числа итерации МШФ. Во всех случаях начальный коэффициент штрафа был равен 0,01.

На рисунке ясно показано, что всех графика пересекаются в точке (40, 0.03). Значение итерация МШФ равно 40, показывает, что стабилизировает значению целевую функцию. Как видим, решение задачи разными типами даёт один и тот же значение. Разными типами манекенами 0,01 это достаточно минимальное значение в оптимизационную задачу.

Тип: поясничный; Направленность: правосторонняя; СВД: 5 Рис.5. Результаты моделирования поясничного сколиоза

r=3*dl; r=6*d1;

Рис.6. Модели с различным радиусом воздействия шнура

Таким образом, в качестве оболочки для создания программы моделирования нестандартного компьютерного манекена, была выбрана информационно-графическая система OpenGL На ее базе предложен метод построения трехмерной сеточной модели нестандартного компьютерного манекена. Комплекс программ написан с использованием библиотеки OpenGl на языке Borland С++ Builder. Реализованы такие возможности, как выделение наиболее информативных линий уровня, интерактивное моделирование новых конфигураций, деформационные преобразования базовой модели, построение поверхностей с заданными параметрами детализации и др.

Все основные входные и выходные данные могут сохраняться в таких популярных форматах, как mdl, bmd. Использование мощных средств системы AutoCAD значительно расширяет возможности программного комплекса, что позволяет сделать его конкурентоспособным и совместимым со многими графическими пакетами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основные научные результаты, полученные в данной диссертационной работе, заключается в следующем:

1. Предложена параметризованная модель 3D - объекта со сложной структурой, включающая в себя геометрическую информацию о моделируемом объекте.

2. Разработан метод деформации сложных геометрических объектов в классе параметрических функций с использованием идентифицирующих ограничений по представлению объекта.

3. Разработаны методы автоматически генерации моделей заданного класса с индивидуальными параметрами на основе базовой порождающей модели.

4. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение, позволяющее строить базовую модель с заданным уровнем детализации, переходить от нее

к индивидуальной модели, осуществлять параметрическое сжатие

геометрической информации трехмерных моделей.

Программная реализация интегрирована с помощью системы разработки

приложений OpenGl на базе языка программирования Borland С++ 6.0

Builder.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ

-в изданиях рекомендованных экспертным советом ВАК России:

1. Балжирсурэн Г. Автоматизация проектирования нестандартных параметризованных 3D манекенов / Г. Балжирсурэн, В. Д. Фроловский // Научный вестник НГТУ. -Новосибирск. Изд-во НГТУ. 2009. -№ 1(34). - С. 117-128.

-в других изданиях:

2. Baljirsuren G. Parametrical Modeling of Objects with Complex Structure and Compression Data of the Basis of Generative Models /G. Baljirsuren., V.D. Frolovsky/ Г. Балжирсурэн., В. Д. Фроловский // Proceedings of the International Conference in Computational Technologies in Electrical and Electronics Engineering «IEEE Region 8 SIBIRCON 2008», 21 - 25 July 2008, Novosibirsk Scientific Center, - Novosibirsk. - 2008. pp. 227-231.

3. Балжирсурэн Г. Построение модели нестандартного женского манекена с помощью деформации шнура / Г. Балжирсурэн // Материалы конференции "Технологии Microsoft в теории и практике программирования" (1-2 марта 2008 г, г. Новосибирск, Академгородок), -Новосибирск, НГУ. - 2008,- С. 184-186.

4. Балжирсурэн Г. Моделирования нестандартных параметризованных компьютерных манекенов "МОНЕМА". / Г. Балжирсурэн., В. Д. Фроловский // Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 50200802193. - М: ОФАП, 2008. - С. 1.

5. Baljirsuren G. Parametric Compression of Geometric Data on the Basis of Generative Models /В. Gantsetseg., O.V.Pischinskaya., V.D. Frolovsky / Г. Балжирсурэн., О. В. Пищинская., В. Д. Фроловский // Proceedings of the Second International Forum on Strategic Technology, - Ulaanbaatar (Mongolia), 2-5 of October 2007. pp. 404 - 407.

6. Балжирсурэн Г. Сжатие геометрическое информации сложных объектов / Г. Балжирсурэн // Информатика №8, Улан-Батор, Институт Информатики, - Улан-Батор (Монголия)., - 2007. - С. 84-88.

7. Балжирсурэн Г. Параметрическое моделирование и проектирование нестандартных компьютерных манекенов / Г. Балжирсурэн // Материалы конференции "Технологии Microsoft в теории и практике программирования", - Новосибирск, Академгородок, НГУ., - 2007. - С. 180-182.

8. Балжирсурэн Г. Параметризация нарушенные осанки для построения нестандартных манекенов / Г. Балжирсурэн // Сборник научных трудов, -Новосибирск, НГТУ, № 2(48). - 2007. - С. 39-44.

9. Балжирсурэн Г. Параметрическое моделирование компьютерных нестандартных манекенов / Г. Балжирсурэн // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых «НТИ». - Новосибирск. НГТУ. -2007. - С. 28-30.

Ю.Балжирсурэн Г. Параметрическое моделирование и исследование трехмерных объектов со сложной структурой / Г. Балжирсурэн // Материалы научно-практические конференции "Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов". — Томск. ТПУ.,

11 .Балжирсурэн Г. Разработка и исследование методов параметрического моделирования компьютерных нестандартных манекенов. / Г. Балжирсурэн // Вестник Академии Наук Монголии. — Улан-Батор, Академии Наук Монголии., №1. - 2009. - С. 55-65. 12.Baljirsuren G. Automation of the Non-standard Computer Mannequin / G. Baljirsuren., V.D. Frolovsky / Г. Балжирсурэн., В. Д. Фроловский // Proceedings of the International Conference in «ICICT - 2009», - Ulaanbaatar (Mongolia), 12-14 of August 2009, pp. 285-290

-2008.

Подписано к печати 16.09.2009.

Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная.

Отпечатано на дупликаторе.

Гарнитура Тайме

Усл. п.л. 1,25; уч.-изд. л. 0,91. Тираж 100 экз. Заказ № 227.

Отпечатано в ПО УМУ СибАДИ 644080, г.Омск, пр. Мира, 5

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СЖАТИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ. МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ.

1.1 .Обзор методов моделирования геометрических объектов.

1.2. Сжатие геометрической информации сложных объектов.

1.3. Аналитическое представление поверхностей.

1.4. Обзор существующих систем моделирования человека.

1.5. Моделирование человека.

1.5.1 Основные подходы.

1.5.2 Основные определения.

1.6. Проблемы и перспективы развития систем моделирования человека.

1.7. Выводы.

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА СО СЛОЖНОЙ СТРУКТУРОЙ.

2.1. Задача параметрического моделирования тела человека.

2.1.1. Постановка задачи

2.1.2. Распространенные подходы к деформационному моделированию анатомических структур

2.1.2.1 Вариационное моделирование.

2.1.2.2 Деформация модели.

2.2. Анализ антропометрических данных тела человека.

2.2.1. Основные плоскости и оси тела человека.

2.2.2. Основные антропометрические точки.

2.2.3. Размерные признаки.

2.3. Выбор признаков для моделирования нестандартного компьютерного манекена.

2.3.1 .Термин ол огия.

2.3.2 Описание позвоночного столба.

2.3.3 Классификация искривлений позвоночника.

2.4. Нарушения осанки

2.5. Сколиозы.

2.6. Методы диагностики нарушения осанки и сколиозов.

2.7. Выводы.

ГЛАВА 3. ВЫБОР И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ

ЗАДАЧИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

3.1. Базовая модель. Представление базовой модели и ее параметризация

3.1.1. Представление модели.

3.2. Идентификация тела человека на основе размерных признаков.

3.3. Параметризация модели.

3.3.1. Параметризация нестандартного компьютерного манекена в сагиттальной плоскости.

3.3.2. Параметризация нестандартного компьютерного манекена во фронтальной плоскости.

3.4. Решение задачи параметрического моделирования нестандартного компьютерного манекена.

3.4Л Моделирование нестандартного компьютерного манекена в сагиттальной плоскости.

3.4.2 Моделирование нестандартного компьютерного манекена во фронтальной плоскости.

3.5 Оптимизационная задача.

3.6. Выводы.

ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ.

4.1. Выбор программных средств.

4.2. Построения трехмерной сеточной модели компьютерного нестандартного манекена в среде AutoCAD.

4.3. Точность результатов.

4.3.1. В сагиттальной плоскости.

4.3.2. Во фронтальной плоскости.

4.3.3. Одновременные нестандартные компьютерные манекены в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

4.3.4. Результаты моделирования нестандартного компьютерного манекена при варьировании параметров шнура

4.5. Выводы.

Актуальность работы

Существует проблема построения параметрических моделей сложных геометрических объектов. При этом преследуются две цели:

1) сжатие большого объема геометрической информации;

2) возможность быстрот автоматической? генерации; моделей: с заданными индивидуальными- параметрами; минуя сложный; и трудоемкий: процесс поэтапного моделирования стандартными? интерактивными средствами-универсальных графических систем.

В работе; рассматривается- задача параметрического моделирования компьютерных нестандартных манекенов людей. Решение данной задачи является; на сегодняшний день актуальным, так: как все большее количество: областей: заинтересовано в использовании подобных манекенов; Каждая: область предъявляет свои; требования к создаваемой; модели. Данная работа направлена: на создание компьютерных: нестандартных манекенов для. использования в швейной промышленности. Поэтому основным требованием к модели является создание антропометрически* верных? манекенов:

В настоящее время во многих странах мира ведутся активные исследования в области: параметрического моделирования человеческого тела. Швейная промышленность - одна из наиболее заинтересованных областей, в создании- виртуальных манекенов: Для данной отрасли необходимы манекены, наиболее точно- учитывающие индивидуальные особенности1 внешней, формы тела человека. В массовом производстве одежды основная роль отводится: типовым, фигурам; создание которых можно вести на основе существующих: государственных стандартов: Но/ типовые фигуры* позволяют охватить, не более.4% населения России [94]; 5% населения* нашей страны (Монголии): Тем не менее; основным преимуществом такого подхода является создание размерной типологии с помощью 3- 4 параметров [94]:

Компьютерные нестандартные манекены могут входить в состав систем автоматизированного проектирования для швейной промышленности. Использование стандартных манекенов (типовых фигур) позволяет сократить время на проектирование новых моделей одежды, а также оценить посадку изделия на модели и при необходимости произвести корректировку возникших дефектов.

Создание одежды для нетиповых фигур происходит в области индивидуального пошива. При этом разработчикам приходится производить достаточно сильные изменения в базовых выкройках, что требует значительных затрат времени. Разработка компьютерных нестандартных манекенов (нетиповых фигур) позволит упростить процесс создания лекал.

Другой областью применения являются,системы виртуальной примерки; используемые в Интернет - магазине. Такие системы предоставляют услуги виртуальной' примерки одежды с учётом индивидуальных размеров покупателя. Работа виртуальных примерочных через Интернет делает одним из наиболее важных требований к разрабатываемым системам малый размер передаваемых пользователю данных, а также высокую скорость генерации модели.

Использование параметрического представления сложных геометрических объектов позволяет сократить большой объем геометрической информации, и существенно уменьшить время на создание модели с заданными индивидуальными параметрами. Последнее достигается за счет замены сложного и трудоемкого процесса поэтапного моделирования стандартными средствами графических систем автоматической генерацией новой модели.

Одной из составных частей систем виртуальных примерочных может быть создание списка рекомендаций по выбору одежды. Использование нестандартных манекенов позволит наглядно продемонстрировать способы сокрытия возможных дефектов строения тела.

Компьютерные нестандартные манекены, отражающие индивидуальные особенности формы тела человека, могут быть использованы в медицине. Манекены с различным состоянием осанки могут служить пособиями для обучения студентов медицинских вузов диагностике нарушений осанки при внешнем осмотре пациента.

Цель работы

Данная работа посвящена проблеме моделирования сложных геометрических трехмерных (3D) объектов с привлечением методов представления знаний, параметрического представления сложных поверхностей. Ставиться цель разработать гибридную модель, учитывающую поверхностные и глубинные знания сложного 3D объекта, разработать методы генерации моделей заданного параметра с индивидуальными параметрами, а также поддерживающие эти методы программные средства в виде специализированных расширений для открытых графических сред типа AutoCAD, Maya и др. В качестве объектов исследования рассматриваются модели компьютерных нестандартных манекенов.

Основные задачи исследования

В связи с поставленными целями в работе решаются следующие задачи:

1) Разработка методов моделирования сложных параметризованных геометрических объектов.

2) Разработка методов автоматизации генерации моделей с заданными параметрами.

3) Построение модели 3D объекта со сложной структурой;

4) Интеграция программного обеспечения для проектирования объектов в современные графические системы.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования данной работы являются виртуальные нестандартные манекены человеческого тела, как сложные геометрические объекты.

Предметом исследования являются методы сжатия геометрической информации о сложных объектов, методы параметрического представления и моделирования сложных объектов.

Методы исследования

В работе используются математические методы аппроксимации и интерполяции, методы линейной алгебры, методы оптимизации, методы вычислительной геометрии и компьютерной графики, методы прикладной логики. Основные положения диссертационной работы, эффективность разработанных методов и алгоритмов подтверждены конструктивными программными реализациями, представленными в виде комплекса программ.

Научная новизна

Основные научные результаты, полученные в данной диссертационной работе, заключаются в следующем:

1) Предложена параметризованная модель трехмерных (ЗЭ) - объекта со сложной структурой на основе сжатия геометрической информации;

2) На примере модели тела человека продемонстрирован метод извлечения и представления знаний о сложном геометрическом объекте.

3) На основе антропологической информаций построен ЗБ - объект на примере модели нестандартного компьютерного манекена людей.

4) Предложен метод визуализации ЗО - объекта как процесс «обтягивания» гладкой параметрической поверхностью, представленной системой многомерных сетей.

5) Исследован характер поведения модели ЗБ - объекта с зависимости от количества используемых параметров. На примере модели нестандартного компьютерного манекена продемонстрировано реалистичное представление объекта.

Авторским вкладом в настоящей работе является параметрическое моделирование нестандартных компьютерных манекенов, которое основано на знании антропометрических особенностей тела человека с нетиповой фигурой. Переход фигуры в класс нетиповых происходит за счет учета 8 возможных нарушений осанки. При этом учет нарушений происходит не только в сагиттальной, но и во фронтальной плоскости.

Практическая ценность и реализация результатов работы

На основе проведенных исследований, разработанных моделей и алгоритмов создан комплекс программ для параметрического моделирования, идентификации и генерации трехмерных компьютерных нестандартных манекенов. В данном комплексе реализованы следующие программные модули:

1) Параметрического моделирования поверхностей на основе деформации;

2) Построение базовой трехмерной сеточной модели;

3) Автоматизированная генерация индивидуальных моделей;

4) Оптимизация трехмерной модели.

Некоторые области применения результатов проведенных исследований были показаны при доказательстве актуальности темы данной диссертации. К сожалению, на сегодняшний день исследования в данном направлении носят несистематизированный характер.

В настоящее время с помощью разработанного программного продукта построены модели манекена по реальным индивидуальным данным людей, участвовавших в учебном процессе при подготовке специалистов в Новосибирском Технологическом Институте (НТИ МГУДТ) и на кафедре Исследования и дизайна одежды Монгольского государственного научно-технологического университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Параметризованная модель ЗО - объекта со сложной структурой.

2) Метод извлечения и представления знаний о сложном геометрическом объекте.

3) Метод генерации индивидуальных моделей на основе базовой модели.

4) Метод визуализации ЗЭ - объекта как процесс «обтягивания» гладкой параметрической поверхностью, представленной многомерными сетками.

5) Оптимизационный подход к упрощению трехмерной модели, основанный на выделении наиболее значимых характеристических точек и параметрическом представлении.

6) Разработанные на основе предложенных методов алгоритмы программного обеспечения, позволяющие выполнять построение нестандартных манекенов женских фигур в современных графических системах.

Апробации работы

Исследования, проводимые в рамках работы над настоящей диссертацией, полученные результаты, нашли отражение в публикациях материалов докладов на межвузовских и международных научных конференциях.

Основные положения диссертационной работы, разработанные модели, методы, алгоритмы и программы были представлены и обсуждались на следующих конференциях:

• Конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (НГУ, Академгородок, Новосибирск, Россия, 24-26 февраля, 2007);

• Вторая международная конференция-форум по стратегическим технологиям «International Forum on Strategie Technologies IFOST - 2007» (Улан-Батор, Монголия, 3-5 октября, 2007);

• Всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». (НГТУ, Новосибирск, Россия, 6-9 декабря, 2007);

• Конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Новосибирск, Академгородок, НГУ, Россия, 1-2 марта, 2008);

• Международная конференция «Computational Technologies in Electrical and Electronics Engineering». The IEEE Region 8 SIBIRCON 2008. (Novosibirsk Scientific Centre, Novosibirsk, Russia, July 21-25, 2008);

• Научно-практическая конференция «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов» (ТПУ, Томск, Россия, 22-24 апреля, 2008);

• Международная конференция-форум по стратегическим технологиям «1С1СТ- 2009» (Улан-Батор, Монголия, 12-14 август, 2009).

В 2008 г на научно-практической конференции «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов» автор получил диплом второй степени и свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 50200802193 из ОФАП.

Основные положения, выводы и результаты диссертации опубликованы в 12 работах.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников из 113 наименований и приложений. Основной текст диссертации составляет 152 страницы и включает в себя 20 таблиц, 95 рисунков и 3 приложения.

4.4 Выводы

В настоящее время существует большое число программных систем для обработки графической информации, что вызывает сильнейшую конкуренцию на этом рынке. Поэтому создание собственного конкурентно-способного приложения весьма затруднительно и требует от разработчика огромной работы второстепенной важности. В то же время существуют такие графические пакеты, которые имеют открытую архитектуру, т. е. позволяют пользователям создавать приложения, которые могут воспользоваться всеми преимуществами этого пакета.

Таким образом, в качестве оболочки для создания программы моделирования нестандартного компьютерного манекена, была выбрана информационно-графическая система OpenGL На ее базе предложен метод построения трехмерной сеточной модели нестандартного компьютерного манекена. Комплекс программ написан с использованием библиотеки OpenGl на языке Borland С++ Builder, Реализованы такие возможности, как выделение наиболее информативных линий уровня, интерактивное моделирование новых конфигураций, деформационные преобразования базовой модели, построение поверхностей с заданными параметрами детализации и др.

Все основные входные и выходные данные могут сохраняться в таких популярных форматах, как mdl, bmd. Использование мощных средств системы AutoCAD значительно расширяет возможности программного комплекса, что позволяет сделать его конкурентоспособным и совместимым со многими графическими пакетами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты, полученные в данной диссертационной работе, заключается в следующем:

1) Предложена параметрическая модель 3D - объекта со сложной структурой, включающая в себя геометрическую информацию о моделируемом объекте. Параметризованная модель человека позволяет учитывать основные параметры.

2) Разработан метод деформации сложных геометрических объектов в классе параметрических функций с использованием идентифицирующих ограничений по представлению объекта.

3) Разработаны методы автоматической генерации моделей заданного класса с индивидуальными параметрами на основе базовой порождающей модели.

4) Экспериментальные исследования позволили подтвердить адекватность параметрической модели.

5) Разработаны алгоритмы и программное обеспечение, заложенные в основу автоматизированной системы создания параметризованных нестандартных компьютерных манекенов.

Программная реализация интегрирована с помощью системы разработки приложений OpenGl на базе языка программирования Borland С++ 6.0 Builder.

1. Абделькрим, Б. Факторная модель состояния осанки Электронный ресурс.: 2001. Режим доступа к ресурсу: http://lib.sportedu.ru/books/XXPI/2001nl/pll-15.htm

2. Абдулин, П.К. Сжатие геометрической информации сложных объектов на основе порождающих моделей: дис. / П.К. Абдулин; НГТУ. -Новосибирск, 2005. 99 с.

3. Антропометрический атлас // Составители: С.В. Ермакова, Т.П. Подставкина, А.Н. Строкина. М.: ВНИИТЭ, 1977. — 321 с.

4. Балжирсурэн Г. Автоматизация проектирования нестандартных параметризованных 3D манекенов / Г. Балжирсурэн, В. Д. Фроловский // Научный вестник НГТУ. Новосибирск. Изд-во НГТУ. 2009. № 1(34). - С. 117-128.

5. Балжирсурэн Г. Сжатие геометрическое информаций сложных объектов / Г. Балжирсурэн // Информатика №8, Улан-Батор, Институт Информатики, Улан-Батор (Монголия)., - 2007, - С. 84-88.

6. Балжирсурэн Г. Параметризация нарушенные осанки для построения нестандартных манекенов / Г. Балжирсурэн // Сборник научных трудов, Новосибирск, НГТУ, - № 2(48). 2007. - С. 39-44.

7. Балжирсурэн Г. Разработка и исследование методов параметрического моделирования компьютерных нестандартных манекенов. / Г. Балжирсурэн // Вестник Академии Наук Монголии. Улан-Батор, Академии Наук Монголии., - №1. 2009. - С.55-65.

8. Безнутров, B.C. Функциональные проблемы позвоночника / B.C. Безнутров. Сочи: ГУЛ «СПП», 2001. - 133 с.

9. Биокинематические показатели функционального состояния позвоночника Электронный ресурс.: 2006. Режим доступа к ресурсу: http://www.pozwonocnik.ru/articles

10. Брэгг, П. Позвоночник ключ к здоровью / П. Брэгг. - СПб.: Диля, 2003.-635с.

11. Васильев, А.Ю. Компьютерная томография в диагностике дегенеративных изменений позвоночника / А.Ю. Васильев. М.: Видар-М, 2000.- 116 с.

12. Вислый, A.JI. Классификация нарушений осанки Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу: http://www.scoliosis.com.ua/classiflprint.htm

13. Волянски, Н. Приборы и методики для пространственных измерений тела человека // Вопросы антропологии, 1960. — 78 с.

14. Гамбурцев, В.А. Гониометрия человеческого тела (динамическая соматометрия) / В.А. Гамбурцев. М.: Медицина, 1972. - 263 с.

15. ГОСТ 17522-72 Типовые фигуры женщин. Размерные признаки для проектирования одежды. М. Изд-во стандартов. 1972. — 68 с.

16. Гудович, H.H. Избранные вопросы курса численных методов. Выпуск 4. Численное интегрирование / H.H. Гудович. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2002.-36 с.

17. Дунаевская Т. Н. Размерная типология населения с основами анатомии и морфологии / Т.Н. Дунаевская, Е.Б. Коблякова, Г.С. Ивлева. М., 1980.

18. Журавлев, Ю.Ю. Сколиоз. Классификация сколиоза Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу: http://spinet.ru/public/zhscolios.php

19. Зайцева, В. Как важно быть стройным Электронный ресурс.: 2005. Режим доступа к ресурсу: http://zdd.lseptember.ru/2005/20/Lhtm

20. Закревский, Л.К. Дефекты осанки и сколиозы Электронный ресурс.: 2005. — Режим доступа к ресурсу: http://likar.org.ua

21. Изделия швейные, трикотажные, меховые. Типовые фигуры женщин. Размерные признаки для проектирования одежды. //ОСТ 17-326-81 с изменением №1.

22. Калиткин, H.H. Численные методы / H.H. Калиткин. М.: Наука - 1978,-512 с.

23. Каменский, Ю.В. Аномалии развития позвоночника / Ю.В. Каменский. — Владивосток: Медицина, 2004. — 190 с.

24. Коблякова, Е.Б. Размерная типология населения с основами анатомии и морфологии: учеб. пособие / Е.Б. Коблякова. — М.: Мастерство, 2001.- 287 с.

25. Лабораторный практикум по конструированию одежды: учеб. пособие для студентов вузов легкой промышленности / отв. ред. Е.Б. Коблякова. М.: «Легкая индустрия», 1976. - 320 с.

26. Лисицин, Е. Radial Based Functions (обзор) // CGM Journal. — 2003. Выпуск http://cgm.computergraphics.ru/content/view/43

27. Маркс, В. О. Ортопедическая диагностика Электронный ресурс.: Мн.: "Наука и техника", 1978. 512 с. . - Режим доступа к ресурсу: http://www.orthoped.ru/biblioteka/ortopedicheskaya-diagnostika/

28. Мацкеплишвили, Т.Я. Нарушения осанки и искривления позвоночника у детей / Т.Я. Мацкеплишвили. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 1999.-61 с.

29. Медведева, Т.В. Конструирование женского платья на фигуры с различной осанкой / Т.В. Медведева. М.: Легкопромсбытиздат, 1993. — 140 с.

30. Нечаев, В.И. Локомоторная динамика и морфология позвоночного столба человека / В.И. Нечаев. Смоленск: Смядынь, 2004. -66 с.

31. Никитин, B.B. Курс лекций по травматологии и ортопедии. Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу: http://wvvw.bashedu.m/konkurs/timerbulatov/kto/lec.html

32. Орел, A.M. Системный анализ рентгенограмм позвоночника: Монография / A.M. Орел. -М.: б. и., 2001. 180 с.

33. Основы конструирования одежды: учеб. Пособие / Е.Б. Коблякова, A.B. Савостицкий, Г.С. Ивлева и др.. М.: Легкая индустрия, 1980.-448 с.

34. Погребняк, Ю.Н. Постуральные нарушения у детей как результат проявления недифференцированной дисплазии соединительных тканей Электронный ресурс.: 2006. — Режим доступа к ресурсу: http://lib.sportedu.ru/Books/XXPI/2006n2/p77-84.htm

35. Попов Е.В. Метод натянутых сеток в задачах геометрического моделирования //автореферат. 2001.

36. Потапчук, A.A. Осанка и физиологическое развитие детей / A.A. Потапчук. СПб.: Речь, 2001. - 166 с.

37. Реконструктивная ортопедия: Лечение сколиоза Электронный ресурс.: 2004. Режим доступа к ресурсу: http://www.orthopedics.com.ua/skolioz.shtml

38. Сарнадский В.Н., Фомичев Н.Г. Мониторинг деформации позвоночника методом компьютерной оптической топографии: Пособие для врачей. Новосибирск, 2001. 95с.

39. Сенин М. А. Деформация поверхностей на основе функций радиального базиса с компактным носителем / М.А. Сенин, Н. Е. Кожекин, В. В. Савченко // Электронный журнал «Исследовано в России» http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/186.pdf

40. Скелет Электронный ресурс.: 2005. Режим доступа к ресурсу: http://powerclip.ru/modules/articles/

41. Сплайн-интерполяция Электронный ресурс.: 2005 Режим доступа к ресурсу: http://e-lib.gasu.ru/eposobia/metody/R33.html

42. СТАПРИМ Электронный ресурс.: 2005 Режим доступа к ресурсу: http://www.staprim.ru

43. Ульрих, Э.В. Аномалии позвоночника у детей / Э.В. Ульрих. -СПб.: СОТИС, 1995. 335 с.

44. Федеренко, А.П. AutoCAD 2000: практический курс./ А.П.Федеренко, К.А. Басов.- М.: ДЕСС КОМ, 2000. 431с.

45. Физическая реабилитация и фитнес: Позвоночник-зона особого внимания. Электронный ресурс.: 2006. Режим доступа к ресурсу: http://subscribe.ru/archive/sport.others.perstraining/200605/23180945.html

46. Фроловский, В.Д. Избранные задачи геометрического проектирования. Параметризация сложных поверхностей / В.Д. Фроловский. Новосибирск: НГТУ, 2005. - 165 с.

47. Хабаров, В. И. Параметрическое многоуровневое моделирование сложных поверхностей. / II. И. Хабаров, В.Д. Фроловский // Труды НГТУ, №4(26), 2001.-57-63.

48. Хейз, Д. Моделирование головы с использованием NURMS. 1999. // пер. Македонский Виталий. http://render.ru

49. Хермен, Г. Восстановление изображений по проекциям, М. Мир. 1983.-349 с.

50. Хилл, Ф. OpenGL программирование компьютерной графики, для профессионалов. СПб.'.Питер, 2002 -1088 с.

51. Шершнева, Л.П. Основы конструирования женской и детской одежды / Л.П. Шершнева. М.: Легкопромсбытиздат, 1987. - 224 с.

52. Шершнева, Л.П. Основы конструирования женской одежды на типовые и нетиповые фигуры / Л.П. Шершнева. — М.: Легкопромсбытиздат, 1980.-345 с.

53. Шоммер, Н. Внимание! Сколиоз!: новейшая программа исправления позвоночника у детей и взрослых / Н. Шоммер. — М.: РИПОЛ классик, 2004. 207 с.

54. Эдвард, Э. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL, 2 изд.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом "Вильяме", 2001, —592 с:

55. AccuMark V-Stitcher Электронный ресурс.: 2007 Режим доступа к ресурсу: http://www.gerbertechnology.ru.

56. Arad, N, Image Warping Using Few Anchor Points and Radial Functions./ N. Arad, D. Reisfeld // Computer Graphics Forum Journal Vol. 14, 1995,-35—46 p.

57. Akimoto, T. Automatic creation of 3D-facial models./T. Akimoto, Y. Suenaga, and R.Wallace // IEEE Computer Graphics and Applications, 13(5): 1622, September 1993.

58. Allen, B. The space of human body shapes: reconstruction and parameterization from range scans / B. Allen, B. Curless, Z. Popovic // International Conference on Computer Graphics and Interactive, ACM SIGGRAPH '03, 2003. -587-594 p.

59. Allen, J. A method for direct manipulation of polygon meshes. / J. Allen, B. Wyvill, and I. Witten. // Proceedings of Computer Graphics International, 1989, 451—469 p.

60. Azuola, F. Building Anthropometry-Based Virtual Human Models / F. Azuola, N. I. Badler, P. Ho, I. Kakadiaris и др. // Proceedings of IMAGE VII Conference, Tucson, AZ, 1994. 9 p.

61. Badler, N. The Center for Human Modeling and Simulation / N. Badler, D. Metaxas, B. Webber, M. Steedman // Presence 4(1), 1995. 81-96 p.

62. Balakrishnan, R. Exploring Interactive Curve and Surface Manipulation / R. Balakrishnan, G. Fitzmaurice, G. Kurtenbach, K. Singh. // Symposium on Interactive 3D Graphics, 1999. — 111-118 p.

63. Bao, H. Mesh Editing with Gradient Field Manipulation / H. Bao, D. Xu, K. Zhou h ;ip. // International Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, 2004. -644-651 p.

64. Badler, N. The Center for Human Modeling and Simulation / N. Badler, D. Metaxas, B. Webber, M. Steedman // Presence 4(1), 1995. 81-96 p.

65. Barr. Global and local deformations of solid primitives. Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH 84, ACM SIGGRAPH, 1984, 21-30 p.

66. Barr. Superquadrics and angle-preserving transformations. IEEE Computer Graphics and Applications, 1:1-20, 1981.

67. Bartels, R. A technique for the direct manipulation of spline curves / R. Bartels, J. Beatty // Proceedings Graphics Interface, 1989. — 33-39 p.

68. Bartels, R. An Introduction to Splines for use in Computer Graphics and Geometric Modeling / R. Bartels, J. Beatty, B. Barsky // Morgan Kaufman, Los Altos, 1987.-324 p.

69. Barzel, R. A Framework for Geometric Warps and Deformations / R. Barzel, A. Finkelstein, J. Jensen, T. Milliron // ACM Transactions on Graphics, 2002. Volume 21, Issue 1.-20-51 p.

70. Beier, T. Feature based image metamorphosis./ T. Beier, S. Neely // Computer Graphics, 26(2), 1992, 35-42 p.

71. Chang, J. Physically-based deformations: copy and paste / J. Chang, J.J.Zhang, L.H.You // The Visual Computer, 2007. Volume 23, Number 1, January. - 71-82 p.

72. Chang, Y. A generalized de Castellan approach to 3D free-form deformation. Computer Graphics Proceedings / Y. Chang, A. Rockwood // Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH '94, 1994. 257—260 p.

73. Chua, C. A Layered Approach to Deformable Modeling and Animation / c. Chua, U. Neumann // In IEEE Computer Animation, November 2001. 184-191 p.

74. Cohen, L., Cohen, I. Finite element methods for active contour models and balloons for 2D and 3D images. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 15(11), 1989,- 1131-1147 p.

75. Coquillart, S. Extended free-form deformation: a sculpting tool for 3D geometric modeling / S. Coquillart Computer Graphics Proceedings, Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH '90, 1990.- 187-196 p.

76. Cordier, F. Automatic Modeling of Virtual Humans and Body clothing / F. Cordier, N. Magnenat-Thalmann, H. Seo // Proceedings of 3-D Digital Imaging and Modeling, IEEE Computer Society Press, October, 2003. 2-10 p.

77. Cordier, F. Made-to-Measure Technologies for an Online Clothing Store / F. Cordier, N. Magnenat-Thalmann, H. Seo // IEEE Computer Society, January/February 2003. 38-48 p.

78. DeCarlo, D. M. Generation, Estimation and Tracking of Faces. A dissertation in Computer and Information- Science. University of Pennsylvania. Philadelphia.

79. Di Paola, S. Extending the range of facial types. Journal of Visualization and Computer animation. 2(4), 1991,- 129-131 p.

80. Edge, J., Maddock, S. Image-based Talking Heads using Radial Basis Functions./ J. Edge, S. Maddock // Proceedings of Theory and Practice of Computer Graphics 2003, 2003, 74—80 p.

81. Farin, G. Curves and Surfaces for Computer Aided Design / G. Farin // Academic Press, Inc., San Diego, second edition, 1990. 429 p.

82. Finkelstein. Multiresolution curves./ Finkelstein., D. Salesin // Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH 94, ACM SIGGRAPH, 1994, 262—268 p.

83. Fitness 21 century Электронный ресурс.: 2005 — Режим доступа к ресурсу :http://www.fitness21 century.ru

84. Fiume, Е. Wires: A Geometric Deformation Technique / E. Fiume, K. Singh // ACM SIGGRAPH '98, 1998. 20 p.

85. Garland, M. Mesh Modeling with Curve Analogies / M. Garland, S. Zelinka. // Proceedings of the Computer Graphics and Applications, 2004. 94-98 P

86. Gascuel, M. P. An implicit formulation for precise contact modeling between flexible solids. Proc. of SIGGRAPH, 1993, 313-320 p.

87. Haute., Couture 3D: Advanced 3D Modeling Software for Apparel Designers Электронный ресурс.: 2005 — Режим доступа к ресурсу: http://www.padsystem.com/en/hautecouture3d.html

88. A. Hinds. Interactive garment design./ Hinds., J. McCartney // The Visual Computer. №6, 1990, 53-61 p.

89. Hsu, W. Direct manipulation of free-form deformations. Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH 92, / W. Hsu, J. Hughes, and H. Kaufman.- ACM SIGGRAPH, 1992, 177-184 p.

90. Huang, J. Large Mesh Deformation Using the Volumetric Graph Laplacian / J. Huang, J. Snyder, K. Zhou и др. // International Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, 2005. 496-503 p.

91. INFOCOM Электронный ресурс.: 2005 Режим доступа к ресурсу: http://ru.infocom.uz

92. Jared, G. Synthesis of volume modeling and sculptured surfaces in BUILD / G. Jared and T. Varady // Proceedings of Computers in Design Engineering, 1984, 481—495p.

93. Julivi CAD/CAM Systems Электронный ресурс.: 2006 Режим доступа к ресурсу: http://www.julivi.conv

94. Kim, Н. Semantics over Geometry: Garmented Body Model Generation for Real-time Simulation / H. Kim, N. Magnenat-Thalmann, S. Oh //

95. Workshop towards Semantic Virtual Environments, Villars, Switzerland, March 2005.-5 p.

96. Lazarus. Axial deformations: an intuitive deformation technique / Lazarus, S. Coquillart, and P. Jancene. // Computer-Aided Design, №26(8), August 1994,-607-613 p.

97. Lee Y. Realistic face modeling for animation / Y. Lee, D. Terzopoulos and K.Waters// In proceeding SIGGRAPH 95, 1995, 55-62 p.

98. Leko система проектирования одежды Электронный ресурс.: 2007 - Режим доступа к ресурсу: http://www.lekala.info/leko/index.html

99. Lewis, J.P. Algorithms for solid noise synthesis. Proceedings SigGraph'89, №23(3), 1989, 263-270 p.

100. MacCracken, R. Free-form deformations with lattices of arbitrary topology / R. MacCracken and K. Joy.// Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH 96, ACM SIGGRAPH, 1996, -181-188 p.

101. MetaCreations Poser 4 Systems Электронный ресурс.: 2002 -Режим доступа к ресурсу: http://moikompas.ru/compas/poser

102. MNS 4252-95 Типовые фигуры женщин. Размерные признаки для проектирования одежды. УБ. Изд-во стандартов. 1995.

103. Parent, R. A system for sculpting 3D data. Computer Graphics, №11, 1977,- 138-147 p.

104. Parke F. Parameterized models for facial animation. IEEE Computer Graphics and Applications, №2(9), 1982 61-68 p.

105. Patel M. and Willis P. FACES: The facial animation construction and editing system./ M. Patel and P. Willis // In Eurographics'91, 1991.

106. Piege, L. Modifying the shape of rational B-splines. Part 1: Curves. Computer Aided Design, 21(8), 1989, 509-518 p.

107. Piege, L. Modifying the shape of rational B-splines. Part 2: Surfaces. Computer Aided Design, 21(9), 1989, 538-546 p.

108. Thalman N.M. Design, transformation and animation of human faces / N.M. Thalman, H. Minh, M. De Angelis, and D. Thalmann // The visual Computer, 5(1/2), March 1989, 32-39 p.

109. Sarah F. A Survey of Deformable Modeling in Computer Graphics / F. Sarah, Gibson // Tech. report no. TR-97-19, Mitsubishi Electric Research Lab., Cambridge MA, November 1997. 22 p.

110. Sederberg, T. Free-dorm deformations of solid geometric models / T. Sederberg and S. Parry // Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH 86, ACM SIGGRAPH, 1986, 151-160 p.

111. Welch, W. Variational surface modeling / W. Welch, A. Witkin // Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, Proceedings of SIGGRAPH '92, 1992. 157-166 p.

112. Wyvill, G. Animating soft objects / G. Wyvill, C. McPheeters and B. Wyvill.// Visual Computer, №2, 1986, 235-242 p.