王璐璐，王　軍，傘　文，白曉帆，畢聰穎，周紫浩，姚　彤

(大連工業(yè)大學(xué)，遼寧 大連 116034)

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數(shù)字化服裝設(shè)計的發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新研究

王璐璐，王軍，傘文，白曉帆，畢聰穎，周紫浩，姚彤

(大連工業(yè)大學(xué)，遼寧 大連 116034)

文章全面分析了數(shù)字化技術(shù)在服裝行業(yè)的應(yīng)用，并結(jié)合服裝生產(chǎn)制造領(lǐng)域中的三維人體測量技術(shù)、服裝CAD技術(shù)、虛擬縫合試衣技術(shù)等，設(shè)計出量、畫、縫、試、改、做六位一體數(shù)字化流程體系，對服裝數(shù)字化的發(fā)展起到一定的借鑒意義。

服裝數(shù)字化；三維人體測量；服裝CAD；CLO 3D虛擬縫合試衣技術(shù)

社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，消費水平與生活質(zhì)量的提高，使得人們對服裝的合體性、個性化、舒適性的要求越來越高。服裝行業(yè)開始向著“多品種、小批量、短周期、快交貨”的方向發(fā)展。伴隨著數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的服裝行業(yè)開始步入全新的信息化時代。三維人體測量技術(shù)的應(yīng)用、服裝CAD技術(shù)的不斷完善、虛擬縫合試衣技術(shù)的出現(xiàn)，為工業(yè)化的量身定制打下基礎(chǔ)。

數(shù)字化的樣衣制作不僅為企業(yè)節(jié)省了大量成本，滿足了多品種、小批量的生產(chǎn)要求，還能讓消費者看到服裝穿在身上的立體效果。本文對服裝領(lǐng)域的數(shù)字化技術(shù)及其應(yīng)用情況進(jìn)行了深入分析，重點分析了三維虛擬縫合試衣的相關(guān)軟件及數(shù)字化樣衣的制作流程。

1　數(shù)字化服裝的概述

服裝數(shù)字化是指以數(shù)字化信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，通過對服裝設(shè)計、加工、營銷等環(huán)節(jié)中的各個方面的數(shù)據(jù)信息收集、整合、存儲、傳輸和應(yīng)用，最終實現(xiàn)企業(yè)資源的最優(yōu)化配置。數(shù)字化服裝技術(shù)的內(nèi)容主要有：以服裝產(chǎn)品開發(fā)為主的數(shù)字化服裝設(shè)計技術(shù)；以服裝產(chǎn)品制造加工為主的數(shù)字化服裝生產(chǎn)加工技術(shù)；以服裝企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營管理為主的數(shù)字化服裝生產(chǎn)管理技術(shù)[1]。

1.1三維人體掃描技術(shù)的原理及應(yīng)用

目前常用的測量方式主要有接觸式測量和非接觸式測量兩種方式。非接觸式測量方法主要有基于光學(xué)的激光三角法、激光測距法、結(jié)構(gòu)光法、圖像分析法以及基于聲波、磁學(xué)的方法等。對人體的測量多是基于激光光學(xué)三角測量的原理。三維人體掃描技術(shù)是以現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，融合電子學(xué)、計算機(jī)圖像學(xué)、信息處理、計算機(jī)視覺、軟件應(yīng)用技術(shù)和傳感技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)為一體的測量技術(shù)。目前國際先進(jìn)的三維人體掃描儀主要以光電和激光技術(shù)為基礎(chǔ)，如英國的Model WBX人體掃描儀、美國的TC2公司的NX-16 3D掃描儀、德國的Vitus三維掃描儀等[2～5]。

三維人體掃描技術(shù)的發(fā)展已較為成熟，可實現(xiàn)較快的測量速度和較高的測量精度。圖像信息也由原來無色彩的簡化信息發(fā)展為捕捉每個空間點的顏色信息，這都為服裝的MTM和EMTM奠定了基礎(chǔ)。以服裝定制為主的紅領(lǐng)集團(tuán)推出了服裝3D人體測量儀，為客戶提供快速準(zhǔn)確的量體服務(wù)。紅領(lǐng)的量體共需測量19個部位22個數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)成為驅(qū)動整個系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的源頭，其中每個數(shù)據(jù)的變化會導(dǎo)致一個版型的9996個數(shù)據(jù)聯(lián)動，實現(xiàn)了“一人一版，一衣一款，一件一流”；愛慕內(nèi)衣也為符合要求的客戶提供數(shù)字化的量體服務(wù)，使內(nèi)衣更好地滿足客戶的需求；大連工業(yè)大學(xué)通過三維掃描技術(shù)測量了大量的人體數(shù)據(jù)信息之后，建立了東北地區(qū)青年女性人體數(shù)據(jù)庫，結(jié)合數(shù)據(jù)庫研究出東北地區(qū)青年女性標(biāo)準(zhǔn)體尺寸，并結(jié)合美學(xué)原理利用手工方式塑造出人體模型，再經(jīng)掃描、數(shù)字化的修正最終利用3D打印技術(shù)輸出環(huán)保的人體模型，該方法植入了逆向工程的觀念，也是三維掃描技術(shù)的一個重要應(yīng)用。

1.2服裝CAD技術(shù)的應(yīng)用

服裝CAD系統(tǒng)即服裝計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)，是計算機(jī)參與服裝產(chǎn)品設(shè)計和制造的系統(tǒng)。服裝CAD是一項集服裝款式設(shè)計、服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計和工業(yè)樣板設(shè)計與計算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)于一體的現(xiàn)代化高新技術(shù)[6]。服裝CAD實現(xiàn)了數(shù)字化的2-D服裝裁片。目前使用的服裝CAD品牌主要有美國格博(Gerber)、法國力克(Lectra)、加拿大派特(PAD)、日本楊格、日本旭化成、德國艾斯特(Easter)、西班牙的艾維(Investronie)、中國至尊寶紡、航天、日升、博克等系統(tǒng)。服裝CAD系統(tǒng)正朝著智能化、三維化和快速反應(yīng)的方向發(fā)展，數(shù)字化服裝設(shè)計技術(shù)的研究應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。

1.3虛擬縫合試衣技術(shù)的原理及應(yīng)用

三維服裝造型技術(shù)的研究是建立在對柔性織物的仿真研究基礎(chǔ)上的。因此對織物進(jìn)行逼真的模擬是實現(xiàn)三維服裝造型的前提。虛擬服裝的模擬涉及2-D裁片的虛擬模擬、2-D裁片的虛擬縫合、3-D服裝運(yùn)動形變的約束控制以及2-D裁片與人體模型的碰撞檢測等關(guān)鍵性問題[7]?；?-D計算機(jī)圖像學(xué)的服裝CAD系統(tǒng)已經(jīng)具有較為完善的款式設(shè)計、樣板設(shè)計、放碼、排料等功能。而2-D裁片的虛擬縫合、3-D服裝運(yùn)動形變的約束控制以及2-D裁片與人體模型的碰撞檢測等問題也在逐步解決，如采用縫合力來控制2-D裁片虛擬縫合，采用質(zhì)子-彈簧模型對服裝進(jìn)行虛擬模擬，而后通過服裝的縫合工藝設(shè)置縫合對位及縫合約束來實現(xiàn)2-D向3-D轉(zhuǎn)換。

目前國內(nèi)應(yīng)用較多的虛擬縫合試衣軟件有：CLO 3D虛擬縫合軟件是上海嘉納紡織品科技有限公司與韓國克羅公司、法國歐斯特公司建立合作并研發(fā)的服裝虛擬縫合軟件。它實現(xiàn)了人體掃描—虛擬縫合—模特虛擬展示于一體的智能服裝設(shè)計系統(tǒng)；德國的艾斯特(Assyst)系統(tǒng)分為不同的模塊，可以實現(xiàn)2-D裁片的精確繪制、2-D裁片的虛擬縫合、3-D服裝的虛擬試穿以及結(jié)合人體測量的MTM量身定制系統(tǒng)，實現(xiàn)了三維掃描人臺與三維試衣的無縫連接。

2　基于CLO 3D平臺的三維立體服裝的設(shè)計與制作

三維一體化系統(tǒng)一共分為三個部分：三維人體掃描儀系統(tǒng)；3D試衣系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫檢索系統(tǒng)。

CLO 3D是一款獨立軟件，主要由CLO Enterprise Online Auth和CLO Show Player 3兩個模塊組成。前者可以完成服裝的虛擬縫合、樣板的修改、模特動勢的錄制功能。后者可以完成虛擬的T臺服裝展示，能夠較為逼真地模擬服裝的動態(tài)展示、場景環(huán)境以及燈光效果，如圖1。

圖1　CLO 3D軟件基本功能圖

CLO 3D虛擬試衣平臺與其他服裝CAD軟件有很好的兼容性，可導(dǎo)入現(xiàn)有二維樣板的DXF-AAMA格式文件，結(jié)合服裝工藝方法通過計算機(jī)的虛擬縫合操作即可得到三維虛擬服裝的試衣效果。在虛擬窗口中，不僅可以直觀地查看服裝穿著在模特身上的整體效果，還可以有效地檢驗所制樣板的合理性。虛擬樣衣的縫制與展示操作流程，如圖2所示，其中人臺模特可通過三維掃描儀掃描后導(dǎo)入，也可通過系統(tǒng)中的模特編輯器來編輯模特的身體尺寸，極大地滿足了MTM量身定制的要求。CLO Show Player可制作交互式的三維虛擬時裝秀，實時照明、視角甚至服裝都可以隨時變化，同時可以變換三維舞臺，使制作的服裝既逼真又美觀。

圖2　虛擬樣衣的縫制與展示操作流程圖

三維虛擬試衣系統(tǒng)，可用于企業(yè)的樣衣制作，不僅提高了樣衣制作的速度、豐富了樣衣的制作途徑，還可以大幅降低樣衣的制作成本。同時，虛擬試衣系統(tǒng)可以提升用戶的購物體驗，實現(xiàn)基于用戶數(shù)據(jù)的人體模型與3D虛擬服裝匹配，進(jìn)行網(wǎng)上虛擬試衣[8～9]。CLO 3D虛擬試衣軟件與其他三維動畫制作軟件有很好的適應(yīng)性，因此在特效影視制作以及網(wǎng)絡(luò)視頻游戲等諸多領(lǐng)域都有很大的應(yīng)用前景。CLO 3D可以輸出與Maya、3ds Max等軟件相適應(yīng)的三維服裝格式，使服裝設(shè)計與動畫制作相融合，豐富了動畫服裝的款式，減少了動畫服裝的制作時間[10]。

3　實現(xiàn)量 畫 縫 試 改 做六位一體的數(shù)字化流程體系

數(shù)字化技術(shù)貫穿著服裝從設(shè)計到生產(chǎn)的每一個過程，真正實現(xiàn)了量、畫、縫、試、改、做六位一體數(shù)字化流程體系，量指三維人體測量技術(shù)、畫指服裝CAD計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)、縫指三維虛擬縫合技術(shù)、試指三維試衣技術(shù)、改指基于數(shù)字化手段的樣衣修改、做指服裝CAM計算機(jī)輔助制造技術(shù)。該數(shù)字化流程體系，如圖3，在設(shè)計師設(shè)計好款式之后可以在三維人體數(shù)據(jù)庫中選擇用戶的尺寸數(shù)據(jù)，如果是新用戶可以新建客戶資料并掃描用戶數(shù)據(jù)，以備再次使用。獲得了準(zhǔn)確的人體尺寸以后結(jié)合服裝CAD軟件繪制工業(yè)樣板，做到“一人一板”。再通過CLO 3D虛擬試衣平臺進(jìn)行虛擬縫合，在三維服裝模型初步形成后可以選擇服裝的面料以及色彩，完成虛擬樣衣的制作。然后觀看虛擬試衣的效果，如不滿意可以針對虛擬樣衣進(jìn)行實時的修改，如滿意即可以制作實體成衣。經(jīng)過數(shù)字化的量體和裁衣，并虛擬縫合之后的服裝可以很直觀的觀察到服裝穿在人體上的效果，同時有不合適的地方還可以修改，大大提高了服裝的合體性，提升了用戶的滿意度。

圖3　量、畫、縫、試、改、做六位一體的數(shù)字化流程體系

4　總結(jié)

基于計算機(jī)信息技術(shù)的數(shù)字化技術(shù)已成為服裝行業(yè)發(fā)展的重要動力，數(shù)字化是服裝行業(yè)走向未來的必經(jīng)之路。數(shù)字化的三維人體測量改變了傳統(tǒng)的測量方式，數(shù)字化樣衣的出現(xiàn)和應(yīng)用完善了服裝生產(chǎn)的數(shù)字化流程，使服裝的生產(chǎn)流程實現(xiàn)了量、畫、縫、試、改、做六位一體的全方位數(shù)字化流程體系。目前數(shù)字化服裝應(yīng)用技術(shù)的研究前景廣闊，還有很多關(guān)鍵技術(shù)有待深入研究，但數(shù)字化的服裝設(shè)計、生產(chǎn)和營銷已成為企業(yè)核心競爭力，通過對整個產(chǎn)業(yè)進(jìn)行數(shù)字化與信息化改造，將為企業(yè)帶來新的發(fā)展契機(jī)。

[1]徐青青.數(shù)字化服裝設(shè)計與管理[M].北京：中國紡織出版社，2006.

[2]王軍，李曉久.基于三維測量的數(shù)字化服裝應(yīng)用研究綜述[J].紡織導(dǎo)報，2011，(11)：82—84.

[3]姚彤，王軍，孟麗華，等.基于非接觸式三維人體測量的東北地區(qū)女青年人體比例研究[J].大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，33(3)：226—228.

[4]Bretschneider T，Koop U，Schreiner V，et al. Validation of the Body Scanner as A Measuring Tool for A Rapid Quantification of Body Shape[J]. Skin Research and Technology，2009，15(3)：364—369.

[5]李中偉.面結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)[M].北京：華中科技大學(xué)出版社，2012.

[6]林娜.基于三維虛擬試衣技術(shù)的連衣裙樣板設(shè)計CAD實驗研究[D].上海：東華大學(xué)，2014.

[7]朱廣舟.服裝數(shù)字化設(shè)計：三維人體建模與虛擬縫合試衣技術(shù)[M].北京：中國紡織出版社，2014.

[8]曾雪波.虛擬服裝個性化動態(tài)展示[D].上海：上海工程技術(shù)大學(xué)，2014.

[9]高長寬，胡守忠.數(shù)字化服裝虛擬展示、網(wǎng)絡(luò)定制商務(wù)系統(tǒng)的研究[J].上海紡織科技，2014，42(4)：57—60.

[10]魏迎凱，喬梅.基于三維動畫軟件進(jìn)行服裝設(shè)計的研究[J].輕紡工業(yè)技術(shù)，2012，41(4)：139—141.

A Research on the Development of Digital Fashion Design and Technology Innovation

WangLulu,WangJun,SanWen,BaiXiaofan,BiCongying,ZhouZihao,YaoTong

(Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)

In this paper， digital technology which was used in garment industry was analyzed comprehensively. 3D body scanner, garment CAD technology, virtual sewing fitting technology and other technologies which were used in the area of producing and making clothes were used to design a digital system of measuring, painting, sewing, trying on, correcting and making. It provided

for the development of clothing digitilization.

clothing digitilization; 3D body scanner; garment CAD;CLO 3D virtual sewing fitting technology

2016-08-10

2016年度大連工業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新項目：基于CLO 3D平臺的三維立體服裝的設(shè)計與制作(201610152142)

王璐璐(1994—)，女，河北保定人，學(xué)士。

TS941.79

A

1009-3028(2016)05-0035-04