仝子言  和羽萱 王晶 王若尧 方刚 北京服装学院

基金项目：北京服装学院2022年大学生创新创业训练计划项目（NHFZ20220156）

摘要：在全球虚拟现实技术飞速发展，“元宇宙”概念“全面爆炸”的2022年，快速发展的AR与VR虚拟现实技术为服装时尚行业带来了新机遇。本文将对虚拟现实试衣在中国与全球的发展现状，在服装销售中的应用和价值进行探究，并创新商业模式，提出将虚拟现实试衣技术与智能化电子商务结合，建立VR虚拟试衣系统，通过三维人体扫描将人体模型存入云端数据库中，以达到在使用VR头盔模拟试衣时拥有自己的人体模型，提升线上购物的效率及体验、改善服务，升级线下零售店内的选购体验。

关键词：虚拟试衣现状；虚拟试衣与销售；VR虚拟试衣间

一、前言

随着电子商务B2B、B2C的快速发展，越来越多消费者凭借其价格优惠，足不出户便能选购商品的特性选择在网上进行消费，而服装服饰作为消费品中的重要品类，在电子商务市场中的份额也逐年增加。在服装电子商务发展得如火如荼时，出现了“试衣难”、“退货潮”等问题，由于消费者无法进行试穿，仅可参考商家的商品信息和尺码推荐购买，难以在选购衣服时选到匹配自己尺码的衣服，服装上身效果不佳也造成了“买家秀”与“卖家秀”间的参差。所以，在服装电子商务发展遇到试衣问题时，研究可以解决问题的技术成为完善用户购物体验，推进服装电子商务进一步发展的关键。

虚拟试衣是现今科技发展在服装时尚领域中的一种应用，使消费者实现不用脱掉衣服也可以试穿衣服，查看上身效果的技术，此项技术的发展有望解决线上购买服装的试衣问题。虚拟试衣在欧美国家应用较多，其中AR增强现实的试衣技术已相对成熟，许多品牌已开发出虚拟试衣软件与虚拟试衣镜等软件与设备，通过线上手机APP与线下商场智能互动屏进行投放，但是基于VR头显设备的三维虚拟试衣在全球范围内仍处于研究和起步阶段。本文中，我们将落脚于VR虚拟试衣，调查相关三维扫描技术、建模技术与云端数据库，构想一体化的VR虚拟试衣间系统。

二、虚拟试衣间国内外发展现状

国外关于3D虚拟试衣的研究比较成熟，瑞士日内瓦大学的MIRALAB实验室在进行大量研究后，研发出了第一个服装仿真系统Flashback。此外，典型的虚拟试衣间有美国的Fitiquette、法国力克公司的E-Design系统、英国的Fits.Me、Metail、亚马逊的Outfit-VITON、加拿大的MyVirtualModel试衣网站等，韩国首尔大学开发出的DC-SUIT系统也被广泛使用。美国Fitiquette虚拟试衣间提供数种模型供用户选择使用，用户可以上传自己的身体数据，从系统提供的数款模型中选择自己最喜欢的模型，同时可以选择肤色、发色等，选择后，可以进一步按照自己的身体例调整模型的身材，使其最大程度的贴近真实身材。系统还会根据制作好的人体模型推荐服装，只需要轻轻点击就可以让其穿在身体模型上，也可以左右旋转或放大来查看服装在模型上的效果。其余虚拟试衣间经过不断的功能升级，基本均可通过输入数据生成模型的形式展示服装的试穿效果。

国内关于3D虚拟试衣的研究还在探索阶段，2011年，我国出现了首个商业化的三维虚拟试衣系统———杭州森动数码科技发布的“3D互动虚拟试衣间”，此后又出现了如上海试衣间信息科技有限公司研发的“好搭盒子”、上海魔购百货公司研发的“魔购百货”、北京优时尚科技有限责任公司推出的购搭APP等虚拟试衣软件，主要用于线上服装销售的虚拟体验，试衣网站有FACE72、41GO、OKBIG和炫三维试衣等。但是，国内的3D虚拟试衣的用户体验仍存在大量问题，如体型数据不精准、数据库不完善、数据更新慢、模型展示效果不佳等[1]。国内电商平台淘宝、京东、得物APP纷纷推出虚拟试衣、试鞋平台，除得物APP的AR试鞋在消费者中取得了不错的反响和广泛的使用外，其他平台的虚拟试衣服务均反馈不佳，“身材比例不佳”、“衣服没有细节”、“形象不还原”，这些问题表现出消费者希望通过虚拟试衣看到衣服穿在自己身上的效果，可现在大多平台无法将消费者自己的身体数据制作成还原度高的模型，使用的基本为模特模型或可自定义调整程度不高，导致“换脸”仅为2D抠图效果，无法完全还原自己的身材，无法做到“身临其境”。

综上所述，国外虚拟试衣由于研发投入大，研发时间长，已有了较为先进的技术；国内虚拟试衣技术研发起步晚，大部分电商的虚拟试衣软件仍停留在2D阶段，而3D虚拟试衣普及面小，用户使用体验及反馈较差，仍需要进一步研发。实现真正的3D全景虚拟试衣间不仅需要精致还原的人体模型和面部模型，同时对服装在模型上的还原效果也有极高要求，这些问题都有待解决。

三、虚拟试衣在服装销售中的应用和价值

在全渠道无缝体验的新零售时代，时尚品牌需要更大的创造力和创新性。［2］随着数字科技与时装服装行业的交叉融合，服装品牌逐渐利用全渠道售卖产品，越来越多服装零售企业开设线上商城拓宽销售渠道，同时在疫情时代对线下零售的影响下，线上电子商务也成为了服装企业维持经营的有效渠道。

为了改善解决线上购买服装时无法查看试穿效果的问题，各大品牌的移动端APP都不断推出了AR虚拟试穿的服务，如时尚零售平台Farfetch、DRESSX，时尚品牌Lululemon、Prada、Gucci等。AR虚拟试衣在世界范围内发展较为完善，作为一种在现实环境中叠加数字虚拟元素，使用户对其操控的交互技术，AR虚拟试衣将数字服装投射在消费者使用移动设备实时拍摄的身体上，以达到观赏服装上身效果的目的。

AR虚拟试衣为时尚品牌打造了营销新模式，使其成为数字零售中试衣问题的解决方法，为数字营销创造新优势，具体优势为以下几点。一，降低退货率，提升线上销售转化率。[3]跨国电商服务平台Shopify经过数据研究，发现电商平台在通过3D展示服装与实装AR虚拟试衣后，可将其线上销售转化率提升一倍，同时可将退货率降低40%，使顾客满意度显著提升。这是由于AR试衣利用了高仿真的3D渲染和人体部位捕捉技术，使消费者在使用APP进行试穿试戴的体验过程中可以自由探索服装细节，完整查看服装在身上穿着的真实效果。二，提高购物效率，增加用户参与度。不同于线下繁冗复杂的穿脱试衣，消费者在使用虚拟试衣系统时仅需要将自己的全身置入试衣区域内，指尖滑动屏幕选中想要试穿的款式便可查看上身效果，选出心仪产品后可一键转至购买页面，省时省力。高效优质的用户体验提高了用户的留存率和参与度。三，抢占“元宇宙”时尚先机，提高品牌知名度。在“元宇宙”概念爆炸和“Z世代”盛行的2022年，“Z世代”线上活跃用户规模已经达到3.42亿，其消费能力和意愿也逐步增长。时尚品牌利用虚拟试衣将响应“元宇宙”的先锋旗帜，打破现实与虚拟的特点容易吸引年轻潮流消费人群的目光，通过舆论及社交媒体传播扩大品牌知名度和体量。

四、VR虚拟试衣系统的功能

对于建立一个线上虚拟试衣软件，人物模型制作的真实性与服饰数据的准确性是十分重要的，虚拟试衣间不仅要保持静态画面的完整性，也要注意动态画面的连续性，相应的科技手段也是必不可少的。虚拟试衣相比于传统方式的购物方式最大的一个优势便是便捷，传统方式的购物不仅流程繁琐、花费时间，售后也是一个不便捷的过程，而虚拟试衣对于用户来讲，甚至足不出户便可以有与线下试衣购物的相同体验，甚至运输、售后时间相对更短，流程相对更简单，更可以避免凭证丢失等问题。只有让用户感受到虚拟试衣软件的便捷性、真实性、准确性，才能更好的发挥虚拟试衣的优势进而打开市场，推广开来普惠大众。由此可见，数据的采集、数据的建立是虚拟试衣软件的坚实基础，二者相互作用相互依存且必不可少。在数据采集与建立中，要运用合适的软件来测量用户的准确身体数据，这不仅仅是一个一个的数字，还需整体性、画面感，包括了每一条曲线在静态画面、动态画面时的不同形态，不管是人体模型的建立还是服饰的轮廓，都要保证二者的贴合感与空间感，不能一味的美化，也不能有任何的变形走样，每一个细节都是至关重要的。只有打造好每一个环节、注意到每一个细节，才能更好的呈现试衣效果，给足用户优越的体验。

建立一个VR虚拟系统，本系统通过线上与线下两种渠道，设置三个部分，以传递数据连接。首先，在线下设置三维人体扫描采集点：用户到达指定的三维人体扫描采集点通过激光扫描或辐射扫描采集录入真实准确有效的身体各部位维度数据，生成虚拟人体模型，得到专属的身份ID，建立账号、设置密码；其次，利用Maya软件将制作好的人体模型迅速存入云端数据库中，数据要加密处理保证数据安全性，同时借助Maya®n-Cloth™功能将各个服饰的信息数据录入完成并且时时添加或更新，方便用户在使用软件时的舒适性及满意度；最后一步，便是用户使用VR仪器进入在Unity软件，输入专属ID与密码调取自己的虚拟人体模型，可以选择系统推荐已搭配好的服饰进行试穿，也可以自由的选择自己心仪的试衣场景搭配不同的服饰，直接进行选衣、试衣及购买。

这里值得注意的是数据的保密安全工作，数据的安全性也是用户对软件满意度的评价标准。数据安全包括两个方面，一是数据本身的安全，二是数据防护的安全。前者可以通过数据保密、双向强身份认证去提升数据安全性。后者可以通过磁盘阵列、数据备份等手段来保护数据。

（一）三维人体扫描

人体扫描通常分为接触式测量和非接触测量两种方式。接触式测量为传统的“量体裁衣”手工测量方法，即使用测量工具手工测量身体关键点位后得到顾客的尺寸信息，此方法长期被服装作坊和服装定制工坊使用。本文的虚拟试衣系统采用非接触测量中的三维人体测量方法，通过激光或辐射对人体进行扫描和侦测后形成数据转化到计算机中建模，激光扫描或辐射扫描的准确性更高、画面感也更强，符合用户对虚拟试衣的期待，最终得到用户的可视化身体模型。

三维人体测量可以分为主动扫描和被动扫描，被动扫描依靠物体表面反射周遭环境辐射进行侦测，包括立体视觉法、色度成型法、立体光学法、轮廓法等，这对视觉来讲会有更好的体验。主动扫描则是指使用扫描仪等测量设备对被测物投射光源，通过电荷藕合器件相机获取被测人体图像，经过坐标转换、拼接获得点云图像，并通过点云预处理、算法计算等一系列步骤得到尺寸数据[4]，可分为飞行时间法即深度感测技术（简称TOF），和结构光法等。

从世界上最早的全身扫描仪Cyberware公司的WB4全身扫描仪[5]问世后，三维扫描不断更新，日本的Hamamatsu Scanner扫描系统利用每侧的红外LED传感器进行测量；Anthroscan Bodyscan扫描仪基于光学三角测量原理，可以较精确的测量人体数据；Kinect深度相机使用TOF技术，将近红外 (NIR) 频谱中的调制光投射到场景中后记录光线往返的间接时间测量值。     

（二）三维人体及服装建模

使用三维人体扫描技术得到的模型与现实被测者的身体匹配性高且更为精确，有利于虚拟试衣达到用户期待的整体效果。三维扫描技术和人体建模可谓相辅相成，利用三维扫描技术得到相对精确的身体数据和模型后，使用建模软件人工精修优化，不断改良更新，最终得到完整的身体模型。

市面上的三维人体建模软件种类丰富，已被大量用于游戏、影视的特效和模型制作、3D打印、服装设计、服装私人定制、虚拟现实、虚拟试衣等领域，这对动态画面意义重大，例如Maya、3DX、ZBRUSH等，利用这些软件，可以优化扫描出的模型以得到更好的效果。

长久以来，布料建模与仿真一直是虚拟试衣研究中的重要领域。为了呈现更加真实的效果，Hou借助Maya®n-Cloth™功能，在Maya中实现了称为n-Cloth的动态布料效果。使用链接的粒子的系统模拟动态多边形曲面，如服装、曲面、气球等可以变形对象。在最终的效果呈现中，使用的是网格到网格的碰撞，虚拟人像和布料之间的距离控制在亚毫米(介干1~0.1毫米之间)的范围内。而且还支持布料和虚拟人像之间的自然摩擦，这样试穿者穿上的衣服会更自然，而不会任意滑动脱落(例如裤子和裙子)。此外在布料的处理中，在一定程度上可以减少布料的弹性，避免看起来像橡胶的效果，更具真实的还原布料材质。同时还支持一些先进的功能，如折叠、拉链等。用户在使用过程中，对服装进行简单的拖拽，褶皱造型，进行多种个性化的搭配。另外系统对于衣服的碰撞效果有一个混合的物理和视觉解决方案，如织物厚度，偏差和偏移，这些都有助于实现一个相当完美的服装细节视觉外观。对于虚拟人像到布料的碰撞以及一些自我碰撞，或者一些布料的复杂性，比如多层交叉有更优质的呈现。凭借高度还原真实的动态布料效果，n-Cloth由多边形网络中生成，可以使任意多边形模型成为n-Cloth的对象，使其在呈特定姿势的人体模型上展现[6]。

（三）UI界面及虚拟场景

搭建VR虚拟试衣间的UI交互系统及软件的虚拟场景可以使用Unity、Unreal和虚幻引擎等。而其中的Unity通用性很强，可以兼容大部分模型，导入输出各种格式的图片和动画，并且可以和多款软件搭配使用，其中与Kinect进行交互环境配置较为便利。

VR虚拟试衣系统中的UI界面包括登录入口、设置、场景与UI的切换按钮、具体操作按钮等，虚拟场景中包括人物模型、服装穿搭的不同环境、服装商品展示架、商品信息、购物车和服装收藏等。系统结构清晰，功能完善，操作便捷，能满足各类型用户的需求。用户在进入客户端后即可使用一体化的VR虚拟试衣间，只需使用手柄轻挥，就可以对控制面板进行初始化，搭建虚拟试衣环境，并加载多类服装，将服装穿在自己的人物模型上，用户可根据自身兴趣，选择不同性别、不同身高、不同三维尺码的人体模型，可通过控制面板进行实时切换不同三维的人体模型。系统根据用户不同的风格需求，来推荐已经搭配好的服饰，也可以自由选择自己喜欢的服饰，并且可以转换多种不同的环境（如办公场所、家中、度假海边、商场等），真实直观的感受所选服装在不同场景内的实穿效果，这将更有利于服装的搭配。用户还可根据自己的兴趣爱好，随机选择交互或者非交互虚拟试衣的方式，其中交互虚拟试衣界面将虚拟人体运动，用户可通过窗口看到虚拟模特随身体实时运动，方便用户多角度欣赏服装，而非交互式虚拟试衣将适用与行动不便的用户，该用户群体可以通过客户端提前设定任意动作动画，也可达到全面展示动态虚拟试衣的效果[7]，VR虚拟试衣系统将满足更多客户的需求。

在用户了解基本试衣功能的前提下，可对UI界面进行个性化的设计。用户根据自身的软件操作以及信息交互习惯，选择不同种类的布局形式，常用的布局方式有上下结合布局、左上方布局及导航栏下、展示页面上的布局形式，同时可以针对各个功能模块进行位置调整、界面主题的选择，以此满足用户的不同浏览需求，为用户使用提供更多的便利。

（四）云端数据库

人体数据库自上世纪90年代起就在世界范围内开始广泛建立，如日本HQL机构建立Size－JPN9294 人体数据库，Google建立的Body Browser数据库，2001年英国建立Size UK人体数据库[8]。2013年，上海试衣间信息技术有限公司建立了拥有1万多名女亚洲女性数据样本的身体数据库，用户只需输入身高、体重、胸围即可发送试衣进行试穿[9]。

VR虚拟试衣系统使用云端数据库进行数据信息管理。系统分为前端和后端，前端为用户UI交互系统，供用户使用VR头盔进行试穿交互，后端为管理系统，管理元可进入在云端搭建的用户数据库，库中存储了用户的身体数据信息、身体模型、服装商品信息、购物车与浏览记录等，用户可以在UI交互界面实时调取自己的模型并挑选试穿喜爱的服装。

云端数据库是优化和部署在云端的数据库，支持MySQL、SQL Server、PostgreSQL等引擎，国内较大的云端数据库有阿里云、腾讯云、华为云等。云端数据库具有可靠性和安全性，计算与存储分离，运维难度小，用户的数据体量庞大，使用云端数据路可以通过其共享储存的构造，按需弹性分配资源。随着5G时代的到来，想必在未来云端数据库的优化和更新迭代会提高其适用度。

五、结语

自新冠疫情席卷全球后，世界各地线下服装零售业均受到冲击，线上的服装电子商务迎来进一步发展的新契机。据美国商务部的数据显示，2021年美国的服装电商销售额达到1805亿美元，同比增长24%，2021年中国服装电商2.15万亿元，同比增长12.7%，以上这些数据无一不表明世界服装电子商务发展速度之快，劲头之猛。虚拟试衣作为AR增强现实、VR虚拟现实与服装时尚行业交叉而生的领域，不仅为“试衣难”提出了解决方案，还为打造品牌形象与品牌产品营销创造了年轻且新颖的选择路线。随着“元宇宙”浪潮的火热来袭，虚拟与现实将不再割裂，逐渐走向交融，虚拟试衣则就是这交融所摩擦出的亮眼火花，创新服装线上销售，为服装电子商务注入新活力。与此同时，“Z世代”年轻人加入消费主流，新颖潮流的虚拟试衣有可能成为年轻人眼中线上购物的一大亮点，吸引住年轻人的眼球，使其在社交媒体上获得规模声量。

本文调查了虚拟试衣间在国内外的发展现状，分析了虚拟试衣在服装销售中的应用及价值，同时构想打造VR虚拟试衣间系统，利用三维人体扫描技术构建高还原度人体模型，应用云端数据库进行数据管理，为VR虚拟试衣间提出了构建方案。相信经过虚拟现实技术的不断发展和行业的成熟，虚拟试衣必将成为一种趋势。

参考文献

[1]王浩然,赵永琨,陈琦.浅析虚拟试衣的发展现状、技术原理及前景展望[J].中国信息化,2022(07):88-89.

[2]MONT O. Drivers and barriers for shifting towards more service-oriented businesses:analysis of the pss field and contributions from sweden [J]. Journal of sustainable product design,2002,2(3-4):89-103.

[3]佚名,2022,服装品牌如何运用AR试穿提升线上销量服装品牌如何运用AR试穿提升线上销量 (baidu.com)

[4]袁婕．基于NI平台的图像处理与测量技术研究[D]．西安:西安电子科技大学,2011.

[5]SUNMI, PARK, YUN, etal. The verification of accuracy of 3D body scan data-focused on the cyberware WB4 whole body sanner[J].Journal of the Korea Fashion & Costume Design Association,2012,14(1):81-96.

[6]侯毅星.基于Matlab与Maya的人体三维重建与虚拟试衣[D].西安工程大学,2015.:38

[7]李梦琪.骨骼追踪驱动的动态虚拟人物试衣实时仿真方法研究[D].燕山大学，2017.

[8]刘咏梅,张小雪,郭云昕.国内外服装用人体数据库调查与分析[J].纺织学报,2015,36(6):161-167.

[9]梁惠娥,张守用.虚拟三维服装展示技术的现状与发展趋势[J].纺织导报,2015(3):70-73.