虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用與發(fā)展

鮑仁成

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用是服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。本文以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為研究對(duì)象，介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特征，闡述了現(xiàn)代服裝造型設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用措施。并結(jié)合服裝三維內(nèi)外部造型設(shè)計(jì)原理，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的發(fā)展前景進(jìn)行進(jìn)一步闡述，以期為服裝設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)良價(jià)值的充分發(fā)揮提供一定啟迪。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);服裝設(shè)計(jì);3DVRDesign設(shè)計(jì)系統(tǒng)

前言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的推廣應(yīng)用主要起始于20世紀(jì)末期，其主要是將傳統(tǒng)服裝樣板設(shè)計(jì)融入虛擬現(xiàn)實(shí)模塊。通過(guò)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及數(shù)字仿真技術(shù)融入樣衣設(shè)計(jì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以擺脫以往服裝設(shè)計(jì)中畫(huà)筆、紙張、顏料的約束，為服裝設(shè)計(jì)人員想象力及創(chuàng)造力的充分發(fā)揮提供廣闊的空間。因此，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用進(jìn)行適當(dāng)分析非常必要。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用特征1.多感知性在一般計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)具備的視覺(jué)感知的基礎(chǔ)上，

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將觸覺(jué)感知、力覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知、嗅覺(jué)感知進(jìn)行了有機(jī)整合，可幫助服裝設(shè)計(jì)人員感受服裝的各個(gè)模塊變化，為服裝設(shè)計(jì)效果的提升提供依據(jù)[1]。

2.浸入性

浸入性主要是指服裝設(shè)計(jì)人員進(jìn)入由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)組成的虛擬空間后，可切實(shí)感受服裝設(shè)計(jì)過(guò)程中線條及物料的變化，提高最終服裝設(shè)計(jì)的舒適度。

3.仿真互動(dòng)性

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，服裝設(shè)計(jì)人員可在計(jì)算機(jī)環(huán)境中構(gòu)建一個(gè)生動(dòng)形象的模型。通過(guò)服裝設(shè)計(jì)人員與模型內(nèi)信息的交互，服裝設(shè)計(jì)人員可以自由發(fā)揮自身想象力的創(chuàng)造力，提高服裝設(shè)計(jì)的藝術(shù)性及審美性。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用措施

1.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

以北京黎明公司提供的VR4800L小型桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)為例，其主要包括VR4800L經(jīng)濟(jì)型版本小型立體現(xiàn)實(shí)觀察系統(tǒng)、SPACEBALL 6000FLX三維空間交互球兩個(gè)模塊。其中VR4800L經(jīng)濟(jì)型版本小型立體現(xiàn)實(shí)觀察系統(tǒng)還包括VR專用逐行立體加速現(xiàn)實(shí)的高檔專業(yè)3D圖形加速器、無(wú)線立體眼鏡、紅外控制發(fā)射器三個(gè)構(gòu)件;而SPACEBALL 6000FLX三維空間交互球可通過(guò)與PC段設(shè)備連接，利用微小手指壓力，進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方面的平移或旋轉(zhuǎn)作業(yè)，將三維物體進(jìn)行六自由度空間交互。

在具體硬件安裝過(guò)程中，除在原有三維圖形軟件中安裝SPACEBALL 6000FLX三維空間交互球以外，服裝設(shè)計(jì)人員還需要在三維圖形軟件中安裝3DMAX插件或AUTOCAD插件等。同時(shí)服裝設(shè)計(jì)人員可在專門(mén)的VPL RB11系統(tǒng)內(nèi)，以Body Electric為核心，將Swivel 3D、虛擬設(shè)備、Isaac進(jìn)行有效連接。

2.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件參數(shù)設(shè)置

依據(jù)虛擬服裝設(shè)計(jì)要求，服裝設(shè)計(jì)人員可利用3DVRDesign設(shè)計(jì)系統(tǒng)，利用系統(tǒng)內(nèi)對(duì)話框，直接沿y軸、z軸平移或旋轉(zhuǎn)變化。同時(shí)利用SGI公司開(kāi)發(fā)的OpenGL圖形庫(kù)，利用其圖形功能及跨平臺(tái)能力。結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)方式，從現(xiàn)有的幾幅圖中讀取人體三維點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。隨后利用三維人體模型曲面擬合功能。結(jié)合數(shù)碼相機(jī)、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)及光照密實(shí)的合理應(yīng)用，構(gòu)建完整的三維人體服裝設(shè)計(jì)軟件模型[2]。

3.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在硬件及軟件設(shè)計(jì)完畢后，服裝設(shè)計(jì)人員可以首先通過(guò)鼠標(biāo)，選取人體模型上的點(diǎn)，利用SPACEBALL 6000FLX三維空間交互球，控制所選取的點(diǎn)，以獲得與人體表面具有一定距離的點(diǎn)，即衣服片輪廓線控制點(diǎn)。同時(shí)考慮到服裝設(shè)計(jì)人員應(yīng)用鼠標(biāo)選擇人體模型中各點(diǎn)所獲得的為二維屏幕坐標(biāo)。此時(shí)，服裝設(shè)計(jì)人員可在二維屏幕坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，利用OpenGL庫(kù)函數(shù)，將其從二維屏幕坐標(biāo)逆向映射至三維模型坐標(biāo)中，即在3DVRDesign設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)話框內(nèi)，依次沿y軸平移CTranslateyDialogBar，沿z軸平移CZoomDIalogBar，沿y軸旋轉(zhuǎn)CrotateyDialogbar。隨后根據(jù)鼠標(biāo)選取點(diǎn)用戶坐標(biāo)系的差異，將其恢復(fù)至統(tǒng)一的用戶坐標(biāo)系內(nèi)，以得到完整的三維用戶坐標(biāo)系。

其次，在得到衣服片邊界控制點(diǎn)后，服裝設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)生成的服裝控制點(diǎn)邊界輪廓線，利用插值，或者逼近的方式，促使三次參數(shù)樣條曲線、B樣條曲線及Bezier曲線在允許范圍內(nèi)與原始型值點(diǎn)序列相近，即曲線光滑平順。同時(shí)由于B樣條曲線及Bezier曲線以逼近為基礎(chǔ)，其雖然具有直觀、凸包等優(yōu)勢(shì)，但是無(wú)法經(jīng)給定特征多邊形，利用重節(jié)點(diǎn)的方式，進(jìn)行全面設(shè)置。此時(shí)服裝設(shè)計(jì)人員可以在重節(jié)點(diǎn)方式應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以自由型曲線設(shè)計(jì)為目標(biāo)，直接運(yùn)用插值方式，促使B樣條曲線及Bezier曲線經(jīng)給定型值點(diǎn)，以保證曲線光滑度要求的有效達(dá)成。

最后，在衣服片輪廓線設(shè)置完畢后，服裝設(shè)計(jì)人員可以在3DVRDesign設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)值進(jìn)行細(xì)化設(shè)置，保證后期服裝三維設(shè)計(jì)作業(yè)順利進(jìn)行。其中，在三維衣服片數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邊界控制點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置過(guò)程中，服裝設(shè)計(jì)人員可沿控制點(diǎn)序列號(hào)Gluint vindex——控制點(diǎn)坐標(biāo)GLdouble vertice——控制點(diǎn)法向量GLdouble normal——控制點(diǎn)與人體表面間距GLdouble gap——控制點(diǎn)是否為衣服片中心點(diǎn)判定等順序，進(jìn)行合理設(shè)計(jì);而在邊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，服裝設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)GLdouble bindex邊序號(hào)——GLdouble vindices組成邊控制點(diǎn)——GLboolean line邊直線/曲線——下一條邊的順序，進(jìn)行合理設(shè)置;在三維衣服片結(jié)構(gòu)設(shè)置階段，服裝設(shè)計(jì)人員可依據(jù)GLdouble nrmvertices衣服片包含控制點(diǎn)數(shù)——GLdouble numnormals衣服片包含法向量數(shù)——GLVRVerti*glvrtices@GLdouble nurnborders衣服片包含控制點(diǎn)數(shù)及邊數(shù)等順序，進(jìn)行合理設(shè)置[3]。