三围测量

针对A-Pose的人体重建模型，进行三围测量时，一般就是在所认为的对应高度，使用横截面与人体模型取交点，可以得到待测的模型轮廓点集合。大概如下图所示：
人体三围测量位置
对所得轮廓线求取其周长即为三围的测量值。

轮廓线

但是这个方法，很容易将手臂上的点，也包含在测量的轮廓中，以俯视角度观察时截面为三个独立的圈，如下图所示，此情况可以通过判断轮廓独立，闭合等条件，自动将两边的手臂轮廓滤除。
腰部轮廓线俯视图

轮廓线截断

但由于使用了特定的站立姿势，若双手张开的幅度较小，或待测人员穿着短袖时衣袖过宽，都会造成重建的模型在胸部与手臂有一定的黏连，其轮廓线就无法像上图一般界限清晰，如下图：
胸部轮廓
这种情况下，轮廓线因为部位边界黏连而连续分布，无法判别，只能使用其他的辅助信息，如横向的边界范围，对轮廓线进行截断。如何求截断范围，在这里不进行讨论。截断范围在上图用红线表示，截断后剩余的点集，在两侧就出现了较大的缺口。在计算轮廓线周长时，忽略对缺口的处理，相当于直接使用直线将缺口两端的点连接起来计算，造成了缺失，这样计算显然是不合适的。应当考虑缺口两端的轮廓线分布趋势，使用连续曲线进行拟合，以此符合对人体俯视轮廓的先验理解。
可以使用贝塞尔，或者B-spine（条样）曲线。

贝塞尔曲线

参考贝塞尔曲线实现介绍，使用二次贝塞尔曲线对缺失的轮廓线进行补齐。

图中P0和P2点分别为缺口两端的点，利用缺口端点小范围内点求得端点趋势，亦可理解为曲线在端点处的切向，两射线相交于图中P1点。通过以上3点可以补齐曲线：
在这里插入图片描述
左侧效果如下图所示，红色点为补齐出的点。

周长计算

轮廓线的提取算法保证了以上蓝色点集合按照一定的顺序排列（顺时针方向）。若可保证补齐后的曲线也按照此顺序，则计算周长时，只需要将相邻两点之间的距离进行累加，并加入首尾两点间距离，就完成了闭合曲线的近似周长计算。
在这里插入图片描述

缺口端点

胸部轮廓线产生缺口的原因基本是因为手臂部分的混淆，从俯视角度可以很清晰的看到，截断后的轮廓线应该分为前胸与后背两部分。可简单使用垂直方向的阈值，可将轮廓线分为后半部分，前半部分。如此，取两部分点集的首尾点，作为缺口端点即可，用于计算、补齐曲线。
错误做法： 对前后两部分点集，在水平方向排序，取水平方向上两侧极值作为缺口端点用于后续计算。此做法未考虑一种特殊情况，如下图：
在这里插入图片描述

右侧后背缺口端点找错了；
这样排序后在计算周长时，右侧的几个点因为顺序问题，无法计算得蓝色轮廓线的长度，反而计算了黑色折线的长度，使得最终的测量结果明显不对。

轮廓点顺序

实际计算时，虽然轮廓点集输出时保证了顺时针的顺序排列，但由于并未保证点集的起点位置：
在这里插入图片描述
使得计算周长时，顺序也发生了问题。
因此，为确保周长的计算，算法要求补齐曲线所产生的点，也按照原有轮廓线的排列顺序进行排列。则最理想的排列方式为：后背点集–>右侧补齐点集–>前胸点集–>左侧补齐点集（–>后背点集）。
此做法希望保证轮廓线的起点正好为后背点集的起点，或者前胸点集的起点。
在这里插入图片描述
利用上述用于分割前胸，后背点集合的垂直方向的阈值，计算跳变点作为新的起点位置：

	// reorder the points
    int cross_idx = -1;
    for (int i = 0; i < num_convex; i++)
    {
        float d1 = convex_vertices.row(i)[2] - z_threshold;
        float d2 = convex_vertices.row((i + 1) % num_convex)[2] - z_threshold;
        if (d1 * d2 < 0)
        {
            cross_idx = i;
            break;
        }
    }
    std::vector<Vec3> tmp_pts;
    for (int i = 0; i < num_convex; i++)
        tmp_pts.push_back(convex_vertices.row((i + cross_idx + 1) % num_convex));

人体三围测量

目录