发型试戴原理简析

RIA 使技术变得有趣起来，比如CAD，Matlab等工具，未来非常适合直接以RIA方式在线运行。技术转型后，给自己的技术方向定的很窄，RIA这一块也只关注在线图形图像应用，如在线试戴、试穿、试用、试装修等功能。试发系统已经做了好几套了，当然主要还是借鉴国外的系统taaz和thehairstyles，下面简析一下发型试戴的原理。

发型试戴的两个核心问题：

（1）如何让千奇百怪的发型自动戴在千奇百怪的模特头上，戴在正确的位置上？

（2）戴上之后，用户如何调整发型？不仅仅限于放大，缩小，上下左右挪动，而是“自由”变形。

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问题1的解决方案：

这是taaz的解决方案。假定一个标准的模特S，脸上有6个坐标点，见图：

 

 

根据5，6两点，可以求出它的中点7：

 

由点1，4，7构成一个三角形S(1,4,7)。

用户上传自己的头像U，也需要指定1-6点的坐标，由此也可以算出7点的坐标。U(1,4,7)构成另一个三角形。算出 S(1,4,7)=>U(1,4,7) 的仿射变换A_SU。A_SU确定了标准模特和用户上传模特的仿射变换。

关于仿射变换，这里有一篇文章给了很直观的解释。

对于发型，由于有人脸大，有人脸小，有人脸宽，有人脸窄，因此使用的是另一个定位三角形：

 

使用上图中的8，9，10三点进行定位。对于标准模特S，可以测量得出它的8，9，10三点构成的三角形 S(8,9,10)。对于每个发型H，我们也指定一下以上三点，构成三角形H(8,9,10)。

计算H(8,9,10)=> S(8,9,10)的仿射变换A_HS。A_HS实现了发型图像到标准模特脸上的仿射变换。

如此一来，对于一个发型H，做两次仿射变换——A_SU(A_HS(H))，即可将发型戴于用户自己的头像U上。这个映射可以让发型正确“找到”自己的位置。

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问题2的解决方案：

如果想更精细的调整发型试戴的效果，可在发型位置增加一些控制点，使用TPS样条实现变形效果，taaz是这样做的。TPS样条见我的博文 《TPS(薄板样条) 2D 插值》，这里贴张图：

TPS更详细的描述及算法见F.L. Bookstein, "Principal Warps: Thin-Plate Splines and the Decomposition of Deformations,"

也可以使用局部变形算法（见：《图像变形算法:实现Photoshop液化工具箱中向前变形工具》），我是这样干的：

   

对比来说，TPS更好用一些，局部变形做细微调整的能力更强一点。