李丹

摘要：近年來，Compu ter Aided Design（簡稱CAD）技術在服裝設計的領域里應用甚廣。隨著計算機三維圖形設計的發(fā)展，服裝二維CAD系統(tǒng)愈加的完善，加之服裝的個性化定制，服裝三維CAD系統(tǒng)逐漸成形，成為服裝設計中的一大主流。三維虛擬服裝的設計將實現(xiàn)二維服裝制作的每一個步驟，本文將針對三維虛擬服裝制作的步驟及縫合技術進行詳細的分析。

關鍵詞：三維虛擬 服裝縫合技術 物理模型

3D服裝造型技術屬物理的造型方法，能夠精確地描述出織物表現(xiàn)出織物的真實，因此得到了廣泛的應用。真實的將生活實際服裝利用三維效果模擬出，不單單是服裝的三維模擬，而是將二維服裝用三維軟件真實地表現(xiàn)出來，服裝的最終效果與穿衣模特有緊密的關系。虛擬三維服裝將二維轉換成了三維，其中就會出現(xiàn)很多的技術性問題，其中三維虛擬服裝的縫合技術就有著相當大的難度。

一、關于三維虛擬服裝縫制的物理模型

三維服裝虛擬造型的方法主要有兩種：幾何造型的虛擬服裝和物理的虛擬服裝。服裝的幾何造型方法是滿足在空間中構建衣片曲面等的基本信息后直接生成的服裝模型。服裝幾何造型法既直觀，速度又快，可不采用服裝縫合信息的設定直接對服裝造型建模，但主要缺陷是其方法所生成的服裝無實質(zhì)材料的真實下垂感。于是人們通常采用物理仿真的方法，虛擬縫合的過程可以將服裝在人體模型中試穿的真實感呈現(xiàn)。

以物理特性的柔性服裝模型質(zhì)子-彈簧模型做例子，受到相互垂直的經(jīng)緯紗線編織的平行織物的啟發(fā)，服裝的曲面被離散呈規(guī)則的網(wǎng)格狀，網(wǎng)格的相互交叉點為系統(tǒng)質(zhì)點，質(zhì)點與質(zhì)點間相連呈彈簧狀，形成由質(zhì)子-彈簧在服裝中組成的網(wǎng)格系統(tǒng)。質(zhì)點在內(nèi)外相互力的作用下產(chǎn)生運動，其滿足動力學的基本定律。

二、關于三維虛擬服裝的縫制

縫制三維虛擬服裝與傳統(tǒng)手工縫制服裝基本步驟相同，基本步驟如下：

（1）整理好縫合的數(shù)據(jù)信息，即縫合對位關系的設定。在對二維服裝衣片進行網(wǎng)格剖分前，各個衣片間的縫合對應用交互方式來設定?？p合信息整理的設定是三維虛擬服裝的縫制過程中最基本的步驟。

（2）衣片的四邊域剖分。要生成質(zhì)子-彈簧結構的柔性曲面網(wǎng)格狀，需將含有縫合對位信息的二維衣片進行四邊域剖分。

（3）衣片縫合的初始化。交互式設定衣片的縫制初始位置要采用空間幾何變換技術。掌握好三維衣片與模特之間的固定，成功進行縫合。

（4）受縫合牽引的力學影響，將要縫合的衣片貼合靠攏。三維虛擬服裝縫合時需要逐步進行，分步縫制可實現(xiàn)服裝在3D虛擬軟件中的完全縫合。

（5）將二維的復雜衣片縫合成3D服裝，并以虛擬模特真實試穿，服裝稍作調(diào)整到與模特真實形態(tài)所吻合，制作出真實的服裝穿著-效果。

三、關于縫制的技術

（一）二維服裝的網(wǎng)格剖分

二維到三維的轉換，第一步是將二維衣片離散為四邊域網(wǎng)格形式。在幾何表現(xiàn)上二維衣片是一系列的不規(guī)則曲線與直線構成的任意多邊形，由于質(zhì)子-彈簧網(wǎng)格結構的約束和邊界對位的縫合約束，在縫合的過程中要注意以下幾點：

1.網(wǎng)格結構需要滿足質(zhì)子-彈簧模型所要求的規(guī)則四邊域形式。

2.縫合點的對位準確是邊界離散的重要因素，要確保縫合對位的邊界約束。

3.矩形及正方形的形態(tài)為四邊域網(wǎng)格單元的基本形狀，與平紋織物的結構特點相符合，若要滿足縫合對位的條件，邊界上必然會出現(xiàn)三角區(qū)，但又要保證四邊域網(wǎng)格單元的形狀為正方形或者是矩形，確保同時滿足條件，文獻中提出了正則柵格法思想的四邊域網(wǎng)格剖分。這個方法解決了二維衣片轉化為三維服裝時產(chǎn)生互相矛盾的要求。

（二）縫合對位的邊界處理

1.對位縫合。此縫合方法在服裝工藝中是最普通最基本的方法。要求是兩條衣片縫合邊的長度要一致、對位數(shù)值要一致。

2.抽褶縫合。三維虛擬服裝的縫制，是要根據(jù)服裝設計的特點來進行縫制。由于抽褶縫合有時會產(chǎn)生多余空隙，所以還有對衣袖的縫合連接處網(wǎng)格單元的拓撲結構，用無彈力構造特點的四邊域插補在空隙的位置。

（三）縫合過程中的約束問題

衣片與衣片分開，縫合力根據(jù)所設計的縫合信息作用于相應的邊上。在縫合力的作用下，質(zhì)子-彈簧會產(chǎn)生變形，沿著縫合力的受力方向貼合，當衣片縫合邊距離貼近時，則認為衣片縫合，此時應控制縫合點的運動，使其保持連接狀態(tài)即可。

（四）檢測碰撞

在二維到三維的服裝縫合與人模試穿中經(jīng)常發(fā)生碰撞現(xiàn)象，是服裝自身以及與人模之間的一種相互滲透和穿越。碰撞檢測十分費時，為提高檢測效率，通常都是用一種以層次剖分技術為基礎與包圍盒檢測技術相結合得出的檢測算法。

四、結束語

目前，國內(nèi)外的研究人員就服裝三維虛擬仿真技術展開了一系列的研究，并得出了不小的收獲以及令人驚嘆的效果。對目前研究的成果參考其理論方法與基礎，同時對傳統(tǒng)的經(jīng)典縫合方法進行拓展，完善三維虛擬服裝技術，對其中產(chǎn)生的問題加以重視并提出相應對策，實現(xiàn)良好的三維虛擬服裝仿真效果。

參考文獻：

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