基于3D 虛仿技術(shù)的服裝“零浪費”設(shè)計探究

黃紫荊，陳明艷

（溫州大學(xué)美術(shù)與設(shè)計學(xué)院，浙江 溫州 325035）

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢。3D 虛擬仿真技術(shù)更是發(fā)展迅速，在多領(lǐng)域都被廣泛運用，特別是服裝行業(yè)。一件服裝從原料到面料，到產(chǎn)品，再到用品，最后成為廢品這一生命周期中，每時每刻都對人類資源和自然環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。調(diào)查顯示，每年有15%到21%用于制衣的布料被遺棄在垃圾堆，是因為丟棄比回收再利用成本要低。“零浪費”設(shè)計理念在設(shè)計階段著眼于裁片和廓型，理想狀態(tài)下不產(chǎn)生任何的面料浪費。顯而易見，這種方法可為服裝業(yè)每年節(jié)約成千上萬噸料成本和廢料處理成本，并減少對環(huán)境的不利影響。本文將3D 虛擬仿真技術(shù)與“零浪費”服裝設(shè)計相結(jié)合，節(jié)約成本，提高設(shè)計效率，完善服裝成品效果，倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)理念，加強(qiáng)人們的環(huán)境保護(hù)意識。

1 服裝“零浪費”設(shè)計來源及現(xiàn)實意義

由于全球變暖，世界海平面上升，環(huán)境危機(jī)受到極大關(guān)注，全世界掀起了低碳經(jīng)濟(jì)的熱潮。2005 年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署首次提出了“零廢棄”，在推出的“世界城市環(huán)境行動綱領(lǐng)”中，表示希望通過不懈的努力，最大限度減少廢物的生產(chǎn)、最大限度利用廢物資源、最大限度減少垃圾堆放對環(huán)境和健康的影響。然而，在服裝生產(chǎn)中，經(jīng)常會產(chǎn)生大批被廢棄的邊角料及一部分無法再次生產(chǎn)的廢棄面料，然而廢棄織物的處理，無疑是環(huán)境污染的沉重負(fù)擔(dān)。在這種嚴(yán)峻社會環(huán)境下，產(chǎn)生了“零浪費”設(shè)計理念。

簡而言之，就是希望通過零浪費的生活方式，讓所謂的“垃圾”不再進(jìn)入垃圾填埋場、焚燒爐或海洋中，為此，我們需要改變現(xiàn)有的生產(chǎn)-消費-丟棄的線性經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，通過修理、重復(fù)使用、升級和翻新延長產(chǎn)品壽命，以保護(hù)珍貴的自然資源減少污染和保護(hù)動植物棲息地——地球。

服裝“零浪費”目標(biāo)是轉(zhuǎn)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)，就像在自然界中的生態(tài)系統(tǒng)連接一樣，不存在垃圾，所有的一切通過自然循環(huán)和能量流動。垃圾就像在循環(huán)系統(tǒng)中按下了暫停鍵。零浪費設(shè)計也將改變產(chǎn)品從最初的設(shè)計制造，到最后回收處理的所有流程，改善我們的循環(huán)經(jīng)濟(jì)生活。

2 服裝“零浪費”設(shè)計概述

服裝“零浪費”設(shè)計實踐是以避免浪費為前提進(jìn)行服裝結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，將設(shè)計思路的形成與制作同步進(jìn)行，不受傳統(tǒng)服裝設(shè)計思維模式以及服裝結(jié)構(gòu)成型原理的制約。靈感源于中國古代的一片布，其簡單的裁剪方式，以及合體的上身款式，給人一種耳目一新的感覺。在“零浪費”服裝設(shè)計的過程中，版型設(shè)計的合理性十分重要，但也是最為困難的一部分，因為設(shè)計師在考慮到服裝版型的同時，還需要考慮面料利用率。本文結(jié)合了三種“零浪費”裁剪方法，其中包括“一片布”式設(shè)計、拼圖式裁剪與負(fù)形裁剪[1]。

2.1 “一片布”式設(shè)計

“一片布”式的設(shè)計在“零浪費”設(shè)計中擁有較為廣泛的擁躉，例如三宅一生在“132 5.”的設(shè)計產(chǎn)品中便使用了廣泛的折紙技巧，并且輔之以面料在蒸汽作用下會發(fā)生形變回縮的性質(zhì)，實現(xiàn)了不用任何裁剪便形成一件合體服裝的目的。從“132 5.”的設(shè)計產(chǎn)品和DPOL 技術(shù)中，可以得出現(xiàn)代的“零浪費”的設(shè)計離不開基礎(chǔ)材料的研究和高性能的數(shù)據(jù)計算和分析，這些前沿科技的參與也使得服裝產(chǎn)業(yè)能更加迅速地發(fā)展，使得實現(xiàn)“零浪費”的可能性更高，其潛在的創(chuàng)新性和跨領(lǐng)域的交叉融合，也給“零浪費”服裝設(shè)計師帶來更多創(chuàng)造性的啟示。

2.2 拼圖式裁剪

拼圖式剪裁是對整幅面料實現(xiàn)精細(xì)的劃分和拼裝，類似于七巧板的拼圖方式，來完成服裝結(jié)構(gòu)版型和造型的設(shè)計。既可以很好地激發(fā)服裝設(shè)計師的想象力和創(chuàng)造力，也可以實現(xiàn)服裝的構(gòu)件式設(shè)計，從而為制作出兼具創(chuàng)新和實用功能的服裝打下基礎(chǔ)；同時，可以利用一些幾何形狀獨特的美感，以折疊和褶皺的操作技法將其融入到服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，兼顧風(fēng)格和“零浪費”的目的。

2.3 負(fù)形裁剪

負(fù)形裁剪是一種創(chuàng)意裁剪技術(shù)，區(qū)別于立體裁剪。眾所周知，立體裁剪是直接在人臺或人體上進(jìn)行造型設(shè)計的操作方式，能夠直觀便捷地展現(xiàn)設(shè)計師和版師的服裝造型的創(chuàng)意設(shè)計理念。但負(fù)形裁剪則打破設(shè)計與制版之間的界限，設(shè)計即制版，制版即設(shè)計，二者相互融合，相輔相成。由于負(fù)形的數(shù)量、輪廓和大小均可任意描繪，平面和立體之間可以隨機(jī)轉(zhuǎn)換，使得負(fù)形裁剪更加變化多端，它打破了循規(guī)蹈矩的規(guī)則，能夠塑造出獨特的款式造型，給人帶來煥然一新的驚喜。

作為現(xiàn)代中國的有志青年，對一片布有了現(xiàn)代人的理解，將古代的一片布結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代款式造型相結(jié)合，進(jìn)行開拓創(chuàng)新設(shè)計制作。借用服裝數(shù)字3D 虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行服裝“零浪費”設(shè)計，更加優(yōu)化環(huán)保和資源“零浪費”的設(shè)計理念[2]。

3 服裝3D 虛擬仿真技術(shù)

服裝3D 虛擬仿真技術(shù)是集虛擬設(shè)計、打板、縫制以及服裝成品展示于一體的數(shù)字高科技。運用計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化軟件把二維的平面衣片轉(zhuǎn)換為符合三維人體曲面的服裝，以模擬仿真的方式創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化的逼真的三維服裝成品，以便直觀衣片若有與人模建不適合處時，及時修改版型。服裝3D 虛擬仿真技術(shù)不僅節(jié)約成本，而且極大地提高了設(shè)計效率。雖然服裝3D 虛擬仿真技術(shù)日趨成熟，開始在行業(yè)推廣使用，但現(xiàn)有的系統(tǒng)還有待進(jìn)一步深入研發(fā)和完善。

4 服裝“零浪費”3D 虛擬立裁設(shè)計

“零浪費”服裝3D 虛擬立裁設(shè)計與傳統(tǒng)立裁方式完全不同。本設(shè)計運用CLO-3D 軟件完成“零浪費”服裝的款式設(shè)計、圖案、色彩以及結(jié)構(gòu)工藝的設(shè)計，實現(xiàn)服裝的3D 虛擬靜態(tài)展示和動態(tài)走秀展示效果，力求將“零浪費”服裝的綠色環(huán)保通過現(xiàn)代數(shù)字科技與“零浪費”設(shè)計手法加以詮釋和傳播。具體設(shè)計實踐如下：

4.1 在CLO-3D 軟件中載入人體模型

人體是服裝3D 虛擬設(shè)計和展示的基礎(chǔ)。利用CLO3D 軟件可創(chuàng)建人體模型或?qū)胝鎸嵢梭w模型，可進(jìn)行人體模型參數(shù)化設(shè)置。系統(tǒng)軟件的人體模型展示有兩種狀態(tài)，一種是靜態(tài)展示，一種是動態(tài)展示，便于操作者觀察人體在不同狀態(tài)下虛擬服裝的整體效果。

4.2 “零浪費”服裝3D 虛擬立裁設(shè)計

4.2.1 繪制樣板、安排版片

在CLO-3D 軟件的二維窗口里繪制與人體尺寸1:1 的長方形，即“零浪費”服裝樣板，同時在三維窗口中顯示；將樣板以適當(dāng)?shù)幕《葒@在模特周圍，提高虛擬服裝與人體模特的貼合度。

4.2.2 虛擬縫紉

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)思，在長方形版片內(nèi)畫內(nèi)部線或內(nèi)部型，然后剪開內(nèi)部線或內(nèi)部型進(jìn)行虛擬縫合，縫合完成后執(zhí)行“模擬”操作命令，將虛擬服裝完美呈現(xiàn)在人體模型身上。

4.2.3 修改版型、完善造型

如若虛擬服裝造型有不理想之處，或內(nèi)部線或內(nèi)部型的位置、長短、大小，可以在2D 樣板窗口即時修改完善，3D 服裝上同步顯示調(diào)整效果。

4.2.4 面料仿真設(shè)計

服裝面料是虛擬服裝設(shè)計的靈魂，體現(xiàn)服裝質(zhì)感與風(fēng)格特征，可以逼真模仿實物服裝面料，在設(shè)計中發(fā)揮重要的作用。在系統(tǒng)軟件中，可以通過調(diào)節(jié)面料的物理屬性，如顏色、反光度、透明度、飽和度、軟硬度、強(qiáng)度等，使面料達(dá)到逼真的模擬效果；也可以非常方便地添加和調(diào)整面料圖案，根據(jù)不同的設(shè)計需要，可以通過更換面料顏色，增加印花圖案、繡花效果、商標(biāo)LOGO 等，快速實現(xiàn)虛擬服裝設(shè)計中一款多變的效果；同時，還可以通過掃描實物面料紋樣、測量實物面料屬性進(jìn)行面料仿真設(shè)計[3]。

5 “零浪費”服裝傳統(tǒng)立裁設(shè)計

5.1 “一片布”式實驗

“一片布”式設(shè)計首先是在一塊長方形的面料上進(jìn)行裁剪，再將該面料在人臺上進(jìn)行立體造型的構(gòu)建，首先是對面料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將原本的左袖結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為衣領(lǐng)，原來的右袖保持不變，再將領(lǐng)口至胸口的邊與領(lǐng)子與右袖的邊用大頭針固定，然后將左下邊的面料往上折疊縫合留出袖口，接著將剩下的邊與右袖的面料固定，最后固定底擺。由于受到面料幅寬的限制，該款設(shè)計的圍度對人體試衣有一點局限，于是另外在前面領(lǐng)子到下擺處再加上一塊長方形面料，使該款式的圍度符合人體工學(xué)，能夠令人輕松試衣，多種面料的靈活運用也使設(shè)計更加鮮活。

5.2 拼布式裁剪實驗

該設(shè)計不需要過于復(fù)雜的計算，只需要通過簡單的幾何裁剪來滿足服裝的需要，在兩塊面料上進(jìn)行裁剪、分割、拼接，以梯形和三角形為主構(gòu)建連衣裙的基本形態(tài)，款式結(jié)構(gòu)前后相同，由于三段拼接并不怎么美觀，于是另有兩片三角形面料被制作成內(nèi)部肩帶的形式，來調(diào)整腰部的樣式。

5.3 負(fù)形裁剪實驗

負(fù)形裁剪設(shè)計同樣也是使用一塊完整的面料，根據(jù)設(shè)計擺放前后衣身原型紙樣，先使用畫粉在一整塊面料上描出前后衣身片原型的輪廓線，接著在面料上減去畫出來的完整的前片，再固定前后衣身片的肩線，接著先將后側(cè)縫線與其裁剪的邊固定，再繼續(xù)將該邊與前側(cè)縫線固定，最后留出領(lǐng)口和袖窿，便于穿衣。由于受到面料材質(zhì)的影響，不能很好地突出款式的隨意、輕盈，于是另用歐根紗面料來進(jìn)行完善。

6 “零浪費”服裝設(shè)計分析

6.1 “零浪費”服裝作品展示

本文“零浪費”服裝設(shè)計效果圖展示如圖1 所示。

圖1 “零浪費”服裝設(shè)計效果圖

6.2 “零浪費”服裝設(shè)計方法對比分析

3D 虛擬仿真技術(shù)是用電腦對服裝的具象化處理，而傳統(tǒng)立裁實驗是真實可接觸的半成衣品。前者操作前提是當(dāng)需要即時服裝效果展示時，3D 技術(shù)就是最快捷的方法之一，在傳統(tǒng)立裁的基礎(chǔ)上，將原始版存入系統(tǒng)中，如若原始版并不完善，可以及時在系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)整，即刻便能得到調(diào)整之后的服裝效果展示，通過視覺效果來確定是否可行。然而最后要做出成衣，還是需要傳統(tǒng)的立裁進(jìn)行實驗，以確保在真實人體身上是否合身。3D 虛擬仿真技術(shù)與傳統(tǒng)立裁各有利弊，正確看待兩種設(shè)計方法，合理利用這兩種設(shè)計方法將會是設(shè)計師們的一大助力。

6.3 綠色環(huán)保的應(yīng)用前景及價值分析

在目前環(huán)境日益惡化、資源浪費嚴(yán)重的社會，綠色環(huán)保這一理念被推廣到每個人的思想中。于是，人們對服裝設(shè)計的要求不僅局限于美觀和面料，在綠色環(huán)保方面也有更多的要求。服裝設(shè)計“零浪費”的本質(zhì)就是盡可能地減少剩余碎布料?！傲憷速M”服裝的價值除了可見的成本價值外，不可見的環(huán)保價值和根植于設(shè)計中的智慧價值更應(yīng)受到重視?！傲憷速M”服裝設(shè)計也改變了人們使用面料的方式，迫使設(shè)計師重新審視傳統(tǒng)方法探尋新的設(shè)計與生產(chǎn)方式。在環(huán)境問題日益突出、可持續(xù)發(fā)展觀念深入人心的今天，服裝業(yè)勢必向可持續(xù)發(fā)展方向轉(zhuǎn)型。作為引領(lǐng)時尚的服裝設(shè)計師，要更清楚自己的責(zé)任和優(yōu)勢，通過不斷的實踐探索推動“零浪費”時尚的發(fā)展。

7 結(jié)語

本文以“零浪費”服裝設(shè)計為例，運用3D 虛擬仿真技術(shù)完成了三維虛擬服裝設(shè)計及展示，從而驗證虛擬仿真技術(shù)在服裝設(shè)計中的可運用性。3D 虛擬仿真服裝設(shè)計是時代發(fā)展趨勢下的必然產(chǎn)物，它突破了傳統(tǒng)單一的服裝設(shè)計模式，大大提高服裝設(shè)計的效率并節(jié)約了成本。同時還研究了“零浪費”服裝的傳統(tǒng)立裁設(shè)計，無論是使用3D 虛擬仿真技術(shù)，還是傳統(tǒng)方式制作成衣，都有其優(yōu)劣勢。但是無論使用何種方式進(jìn)行服裝設(shè)計，我們都不能忘記綠色環(huán)保的理念。在未來的“零浪費”服裝設(shè)計這一領(lǐng)域里，我們應(yīng)該堅持自己的態(tài)度，“零浪費”不僅僅是一種新的理念，更是一種對將來負(fù)責(zé)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度?！耙允执模墒衷煳铩?，以實際行動關(guān)注人類的生存空間。