Ficha proyecto IVACE
Título
Nuevo método de modelado digital humano 3D. Deformación de tejidos blandos debidos al cambio de postura y movimiento
Resumen
El proyecto tiene como objetivo avanzar en la modelización de la deformación de los tejidos blandos del cuerpo cuando se produce un cambio de postura o durante el movimiento. Se pretenden poner a punto protocolos de captura de formas 3D en movimiento para distintas aplicaciones mediante un laboratorio de escaneado 4D y modelar la deformación de los tejidos blandos del cuerpo cuando se produce un cambio de postura o durante el movimiento. La captura y reconstrucción de avatares corporales 3D se ha desarrollado enormemente en los últimos años debido al auge de la integración de tecnología en tienda, el desarrollo de los sistemas de realidad aumentada y el avance en los procesos de digitalización de las empresas. Hasta ahora, el estado de la tecnología de escaneado y procesado corporal 3D, permitía trabajar con modelos estáticos que representaban una única postura. Aunque el dato 3D del cuerpo presenta importantes ventajas frente a la toma de medidas antropométricas manuales, al incorporar información de forma y la posibilidad de extraer un número casi ilimitado de medidas, todavía presenta serias limitaciones. En la mayoría de aplicaciones industriales y tecnológicas, se requiere medir en varias posturas (ej. indumentaria. ergonomía) o incluso en movimiento (ej. indumentaria, valoración funcional o animación virtual). El cuerpo humano no es un objeto rígido, su forma y dimensiones varían con la respiración, la postura y el movimiento debido principalmente a la deformación de los tejidos blandos. Este aspecto tiene implicaciones en el ajuste ergonómico de productos, en la generación de avatares realistas en movimiento y en la valoración biomecánica de funciones humanas. En este proyecto, se ha desarrollado una nueva metodología de captura, procesado y animación de avatares 3D corporales hiperrealistas. Esta metodología permite modelar la deformación de los tejidos blandos del cuerpo cuando se produce un cambio de postura o durante el movimiento. La simulación se lleva a cabo equipando con un esqueleto 3D la malla corporal inicial y entrenando los algoritmos y matrices que modelan el cambio del tejido blando, primero con bases de datos corporales en posturas forzadas, y después con mallas en movimiento.
Resultados
• Generación de nuevas bases de datos de posturas y movimientos 3D. • Desarrollo de un método avanzado de animación de mallas corporales. • Desarrollo y verificación de un método de correspondencia punto a punto inter-frame. • Demostración del laboratorio de antropometría 4D y del método de animación de mallas corporales. • Interface de análisis de datos 4D. La ejecución de este proyecto y los resultados obtenidos se han implementado en el laboratorio (Human Analysis Lab (HAL)) más avanzado dedicado al estudio de formas humanas en el que se seguirá trabajando para desarrollar las principales aplicaciones exploradas en este proyecto: indumentaria, multimedia, deporte y salud. En el contexto actual de reconversión digital de procesos, las empresas están apostando por renovar el proceso de innovación y diseño de productos y actualizar la experiencia de compra incorporando información digital de los usuarios. El proceso de digitalización que muchas empresas están implementando en la fabricación de productos, lo están extendiendo a la parte de conceptualización, diseño y venta. Las empresas de indumentaria de vanguardia y, en particular, las del sector deportivo, han expresado la necesidad de contar con avatares corporales animados que simulen de forma realista de los gestos deportivos del atleta. Los resultados obtenidos en este proyecto, les permite, por un lado, innovar en el proceso de desarrollo de nuevos productos a partir del estudio detallado de las necesidades del deportista y, por otro, conectar la fase de conceptualización con el diseño y patronaje digital de las prendas. La incorporación de tecnología de simulación y realidad virtual o aumentada en el proceso de venta, tanto en tienda como online, es una tendencia relacionada con la mejora de la experiencia de compra mediante el uso de probadores virtuales. En el sector de la comunicación y multimedia se está adoptando cada vez más la tecnología utilizada en animación para generar contenidos digitales. En ambos casos, el realismo del avatar y la representación de movimientos naturales y precisos son requerimientos necesarios que han sido considerados y validados en el desarrollo del proyecto.
Áreas de conocimiento y líneas tecnológicas
Sectores de aplicación
1
Tecnologías de diseño
L1 - Antropometría (diseño orientado a las personas)
L2 - Biomecánica
L3 - Metodologías de diseño orientado a las personas
L4 - Modelos biomecánicos
L5 - Modelos de interación del cuerpo humano con productos y entornos
L6 - Simulación cinemática y dinámica de sistemas mecánicos
L7 - Simulación del comportamiento de materiales
L8 - Simulación en 3D de producto
L9 - Tecnologías para la gestión del diseño
Bienes de consumo / indumentaria
Proyecto financiado por