虛擬現實技術在服裝設計中的應用研究

張冰潔

(大連工業大學服裝學院，遼寧 大連 116034)

?

虛擬現實技術在服裝設計中的應用研究

張冰潔

(大連工業大學服裝學院，遼寧 大連 116034)

隨著數字化技術的不斷深入，虛擬現實技術在服裝設計中的應用在不斷設計風格及表達方式等方面都受到了深刻的影響。本文分析了虛擬現實技術在服裝設計領域中的發展狀況及發展前景并作以歸納。

數字化；虛擬現實技術；服裝設計

1 三維人體測量及建模技術

1.1 三維人體測量。國際上常用的三維人體測量技術都是非接觸式的，通過應用光敏設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。三維人體測量具有掃描時間短、精確度高、測量部位多等特點。力克公司將Human Solutions公司開發的最新技術，整合到力克設計的CAD /CAM軟件和硬件設備中。這個設備中任何人都可以通過人體掃描儀虛擬復制自己，在10秒內得到個人的測量數據。德國的TechMath掃描儀在20秒內完成掃描過程，獲得人體相關的85個部位尺寸值，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，邊和表面三種集合元素及其相互間的拓撲關系來描述三維人體，常用的有B樣條曲面、Bezier曲面和Nurbs曲面。

2 虛擬環境下的平面制版與三維服裝轉換

2.1 虛擬設計在三維服裝轉化平面制版中的應用。服裝CAD以虛擬現實技術中的三維建模與顯示技術為基礎，在轉化過程中將立體的三維服裝轉化為平面的二維樣板。在AGMS的CAD服裝制板系統中有一項功能叫做原型剝離，即在計算機虛擬建立的人臺表面的基礎上，從人臺體表剝離下來的服裝緊貼樣片，將這些服裝樣片為原型，在此基礎上進行服裝制板。這種轉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支持。

2.2 虛擬設計在平面制版轉化三維服裝中的應用。與上述過程相反，在虛擬環境下將二維樣板轉化為三維服裝項技術也被稱為三維可視縫合技術。AGMS制板系統中的可將平面的樣板編輯為3D點，選擇對應的人臺，在虛擬環境下將樣片進行縫合,最后將虛擬樣衣后放到模特身上進行試穿。制板師在整個過程中都可與產品進行互動，在電腦端根據顯示的立體狀態對款式進行修改，直到服裝樣板符合設計要求。

3 服裝三維動態顯示、仿真技術發展概況

3.1 三維服裝模擬系統。CDI公司曾經首先推出過Concept3D服裝設計系統，它具有建立三維動態人體模型、直觀地表現服裝多個側面的立體效果、產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計近似地展開為平面衣片圖等功能，只是后來由于該系統的實用性問題而沒有被廣大服裝企業應用。經過以后的不斷研制，目前以商品化推向服裝市場的有PAD系統、Asahi系統、AT-Design三維模擬系統等。AT-Design三維模擬系統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節部分；PAD Systerm打破10年前傳統人手讀圖入樣的規范，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，立體模型的數值和尺碼可以隨意更改。有關三維服裝技術從20世紀80年代發展至今雖已取得了巨大進步,然而仍處于初級階段,還有許多問題有待研究解決。

3.2 國內外織物仿真模擬。利用數字化模擬技術，對服裝面料進行的模擬設計主要包括紗線模擬、以機織物和針織物為主的織物組織結構模擬及圖案的數字化模擬。由于面料的柔軟性，織物模型還必須考慮織物懸垂時與人體之間、織物與織物之間的關系。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。第一個物理建模的模型是由Feynman研究成功的。京阪研究所DressingSim系統最初利用虛擬設計系統進行各種布料及薄型材料的仿真。設計師可隨意設置面料的質地、色彩、圖案等因素，對面料進行動態特性的運動模擬和仿真。

國內對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，該方法使用質點一彈簧模型對衣片進行三角網格劃分，生成質點和彈簧，在力的作用下衣片產生變形從而顯示服裝的懸垂動畫，并用紋理映射模擬織物的真實效果。劉卉等克服了原有模型對服裝織物的材料性能表達單一的缺點，考慮了拉伸、剪切、彎曲等力學性能以及省道、褶裥等結構因素對服裝外觀的影響。

4 虛擬三維樣衣的制作

虛擬樣衣基于衣片模型，其構建是實現服裝虛擬產品設計系統的關鍵。基于立裁知識，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注一些定位線，然后將二維衣片的相關屬性應用在衣殼上，得到衣片模型的基本點，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、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實技術在服裝虛擬產品設計中的應用研究一地方設置同一組型值點來解決。例如，前后衣片的肩線位置相同，對應型值點相同，則生成的農片模型，自然在肩線部位“縫合”。在衣片模型基礎上，添加衣袖、衣領、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果。其實質為在衣片模型的控制點集的基礎上，由曲面片法得到最終的三維模型。

5 結語

綜上所述，虛擬現實技術對于服裝設計師來說，是一種具有深刻影響的設計工具與手段。當然，由于虛擬現實技術出現至今只有幾十年，無論在技術上或在應用上都存在不少欠缺，比如虛擬現實所需的設備在技術上要求過高、價格過于昂貴以及技術上的不完善，如何使現實效果更真實、準確、人機界面更舒適等方面都是有待解決的問題。但隨著該方面技術的發展與成熟，相信在不久的將來，虛擬現實技術在服裝設計領域必將發揮不可預估的作用。

[1] 王軍.基于三維測量的數字化服裝應用研究綜述[J].紡織導報,2011，82—84.

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

張冰潔，女，漢族，遼寧人，碩士在讀，大連工業大學服裝學院，研究方向：服裝品牌設計策劃。

J504

A

1671-1602(2016)22-0024-01