虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

張冰潔

(大連工業(yè)大學(xué)服裝學(xué)院，遼寧 大連 116034)

?

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

張冰潔

(大連工業(yè)大學(xué)服裝學(xué)院，遼寧 大連 116034)

隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷深入，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在不斷設(shè)計(jì)風(fēng)格及表達(dá)方式等方面都受到了深刻的影響。本文分析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展前景并作以歸納。

數(shù)字化；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；服裝設(shè)計(jì)

1 三維人體測(cè)量及建模技術(shù)

1.1 三維人體測(cè)量。國際上常用的三維人體測(cè)量技術(shù)都是非接觸式的，通過應(yīng)用光敏設(shè)備捕捉投射到人體表面的激光、白光及紅外線在人體上形成的圖像，然后通過電腦圖像處理來描述人體三維特征的。三維人體測(cè)量具有掃描時(shí)間短、精確度高、測(cè)量部位多等特點(diǎn)。力克公司將Human Solutions公司開發(fā)的最新技術(shù)，整合到力克設(shè)計(jì)的CAD /CAM軟件和硬件設(shè)備中。這個(gè)設(shè)備中任何人都可以通過人體掃描儀虛擬復(fù)制自己，在10秒內(nèi)得到個(gè)人的測(cè)量數(shù)據(jù)。德國的TechMath掃描儀在20秒內(nèi)完成掃描過程，獲得人體相關(guān)的85個(gè)部位尺寸值，精確度極高。

1.2 服裝三維人體建模。三維人體模型的方法主要有線框建模、實(shí)體建模、曲面建模和物理建模等。三維人體的曲面建模是通過頂點(diǎn)，邊和表面三種集合元素及其相互間的拓?fù)潢P(guān)系來描述三維人體，常用的有B樣條曲面、Bezier曲面和Nurbs曲面。

2 虛擬環(huán)境下的平面制版與三維服裝轉(zhuǎn)換

2.1 虛擬設(shè)計(jì)在三維服裝轉(zhuǎn)化平面制版中的應(yīng)用。服裝CAD以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的三維建模與顯示技術(shù)為基礎(chǔ)，在轉(zhuǎn)化過程中將立體的三維服裝轉(zhuǎn)化為平面的二維樣板。在AGMS的CAD服裝制板系統(tǒng)中有一項(xiàng)功能叫做原型剝離，即在計(jì)算機(jī)虛擬建立的人臺(tái)表面的基礎(chǔ)上，從人臺(tái)體表剝離下來的服裝緊貼樣片，將這些服裝樣片為原型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行服裝制板。這種轉(zhuǎn)換功能可以得到精確的原型樣板，為制作合體的服裝提供了技術(shù)支持。

2.2 虛擬設(shè)計(jì)在平面制版轉(zhuǎn)化三維服裝中的應(yīng)用。與上述過程相反，在虛擬環(huán)境下將二維樣板轉(zhuǎn)化為三維服裝項(xiàng)技術(shù)也被稱為三維可視縫合技術(shù)。AGMS制板系統(tǒng)中的可將平面的樣板編輯為3D點(diǎn)，選擇對(duì)應(yīng)的人臺(tái)，在虛擬環(huán)境下將樣片進(jìn)行縫合,最后將虛擬樣衣后放到模特身上進(jìn)行試穿。制板師在整個(gè)過程中都可與產(chǎn)品進(jìn)行互動(dòng)，在電腦端根據(jù)顯示的立體狀態(tài)對(duì)款式進(jìn)行修改，直到服裝樣板符合設(shè)計(jì)要求。

3 服裝三維動(dòng)態(tài)顯示、仿真技術(shù)發(fā)展概況

3.1 三維服裝模擬系統(tǒng)。CDI公司曾經(jīng)首先推出過Concept3D服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它具有建立三維動(dòng)態(tài)人體模型、直觀地表現(xiàn)服裝多個(gè)側(cè)面的立體效果、產(chǎn)生布料懸垂立體效果、在屏幕上逼真地顯示穿著效果的三維彩色圖像及將立體設(shè)計(jì)近似地展開為平面衣片圖等功能，只是后來由于該系統(tǒng)的實(shí)用性問題而沒有被廣大服裝企業(yè)應(yīng)用。經(jīng)過以后的不斷研制，目前以商品化推向服裝市場(chǎng)的有PAD系統(tǒng)、Asahi系統(tǒng)、AT-Design三維模擬系統(tǒng)等。AT-Design三維模擬系統(tǒng)可以在人體模特上用不同面料但以不同的配色模擬相同的著裝顯示，而且可以保持服裝原有的陰影及細(xì)節(jié)部分；PAD Systerm打破10年前傳統(tǒng)人手讀圖入樣的規(guī)范，直接利用電腦整體制作紙樣，該紙樣可與人體立體模型配合，制造出逼真的服裝立體效果，立體模型的數(shù)值和尺碼可以隨意更改。有關(guān)三維服裝技術(shù)從20世紀(jì)80年代發(fā)展至今雖已取得了巨大進(jìn)步,然而仍處于初級(jí)階段,還有許多問題有待研究解決。

3.2 國內(nèi)外織物仿真模擬。利用數(shù)字化模擬技術(shù)，對(duì)服裝面料進(jìn)行的模擬設(shè)計(jì)主要包括紗線模擬、以機(jī)織物和針織物為主的織物組織結(jié)構(gòu)模擬及圖案的數(shù)字化模擬。由于面料的柔軟性，織物模型還必須考慮織物懸垂時(shí)與人體之間、織物與織物之間的關(guān)系。研究織物變形仿真的方法通常分為三類：幾何建模、物理建模和混合建模。第一個(gè)物理建模的模型是由Feynman研究成功的。京阪研究所DressingSim系統(tǒng)最初利用虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行各種布料及薄型材料的仿真。設(shè)計(jì)師可隨意設(shè)置面料的質(zhì)地、色彩、圖案等因素，對(duì)面料進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的運(yùn)動(dòng)模擬和仿真。

國內(nèi)對(duì)織物模型的研究也取得了一定成果。其中，薛靜等采用了彈簧模型的三維服裝模擬方法，該方法使用質(zhì)點(diǎn)一彈簧模型對(duì)衣片進(jìn)行三角網(wǎng)格劃分，生成質(zhì)點(diǎn)和彈簧，在力的作用下衣片產(chǎn)生變形從而顯示服裝的懸垂動(dòng)畫，并用紋理映射模擬織物的真實(shí)效果。劉卉等克服了原有模型對(duì)服裝織物的材料性能表達(dá)單一的缺點(diǎn)，考慮了拉伸、剪切、彎曲等力學(xué)性能以及省道、褶裥等結(jié)構(gòu)因素對(duì)服裝外觀的影響。

4 虛擬三維樣衣的制作

虛擬樣衣基于衣片模型，其構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)服裝虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵?；诹⒉弥R(shí)，提出了基于中間件一一虛擬衣殼的衣片建模方法。通過算法在衣殼上標(biāo)注一些定位線，然后將二維衣片的相關(guān)屬性應(yīng)用在衣殼上，得到衣片模型的基本點(diǎn)，以三角面片拼接的方式建立衣片模型。將衣片依次拼接，再加上衣領(lǐng)、衣袖，紐扣等，就得到了一件虛擬樣衣。衣片模型的拼接，可以通過在同虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究一地方設(shè)置同一組型值點(diǎn)來解決。例如，前后衣片的肩線位置相同，對(duì)應(yīng)型值點(diǎn)相同，則生成的農(nóng)片模型，自然在肩線部位“縫合”。在衣片模型基礎(chǔ)上，添加衣袖、衣領(lǐng)、紐扣等，最終顯示的就是虛擬樣衣。虛擬樣衣可以說是衣片縫合的結(jié)果。其實(shí)質(zhì)為在衣片模型的控制點(diǎn)集的基礎(chǔ)上，由曲面片法得到最終的三維模型。

5 結(jié)語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于服裝設(shè)計(jì)師來說，是一種具有深刻影響的設(shè)計(jì)工具與手段。當(dāng)然，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)出現(xiàn)至今只有幾十年，無論在技術(shù)上或在應(yīng)用上都存在不少欠缺，比如虛擬現(xiàn)實(shí)所需的設(shè)備在技術(shù)上要求過高、價(jià)格過于昂貴以及技術(shù)上的不完善，如何使現(xiàn)實(shí)效果更真實(shí)、準(zhǔn)確、人機(jī)界面更舒適等方面都是有待解決的問題。但隨著該方面技術(shù)的發(fā)展與成熟，相信在不久的將來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域必將發(fā)揮不可預(yù)估的作用。

[1] 王軍.基于三維測(cè)量的數(shù)字化服裝應(yīng)用研究綜述[J].紡織導(dǎo)報(bào),2011，82—84.

[2] 武劍潔，樊勁.基于特征的服裝人體模型參數(shù)化建模方法[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，28(1)：27—32.

張冰潔，女，漢族，遼寧人，碩士在讀，大連工業(yè)大學(xué)服裝學(xué)院，研究方向：服裝品牌設(shè)計(jì)策劃。

J504

A

1671-1602(2016)22-0024-01