男襯衫一片袖款式圖到紙樣圖的轉換方法

劉 肖， 鄧詠梅， 陳金廣

(1. 西安工程大學 服裝與藝術設計學院， 陜西 西安 710048；2. 西安工程大學 計算機科學學院， 陜西 西安 710048)

男襯衫一片袖款式圖到紙樣圖的轉換方法

劉 肖1， 鄧詠梅1， 陳金廣2

(1. 西安工程大學 服裝與藝術設計學院， 陜西 西安 710048；2. 西安工程大學 計算機科學學院， 陜西 西安 710048)

針對智能化服裝設計中款式圖到紙樣圖智能轉換的問題，以普通男襯衫為例，利用參數化方法，對其袖子部分的款式圖到紙樣圖的轉換進行了研究。首先確定袖子部分的關鍵控制點和特征線，并根據一片袖制圖規則確定袖山高。然后，以款式圖中的袖長與實際紙樣制圖中袖長的比例關系為基準，換算出與之相關的特征線尺寸，得出初步的紙樣圖框架。最后，由于B樣條曲線具有良好的擬合曲線的特性，因而在已得出的紙樣框架圖中采用B樣條曲線對相關弧線進行構造，利用幾何關系計算B樣條曲線的控制點坐標，從而建立參數化關系，完成轉換后紙樣圖中相關弧線的構造，最終實現男襯衫一片袖款式圖到紙樣圖的完全轉化。

款式圖； 紙樣圖； B樣條曲線； 參數化設計； 服裝CAD

Abstract Considering the fact that the intelligent transformation from garment drawing to its pattern in the intelligent clothing design, and taking men′s shirt as an example, parametric methods are used to study the transformation for the sleeve. The first step is to determine the key points and characteristic lines, and then to determine the values of sleeve crown height according to the one-piece sleeve′s cartographic convention.Second, combing the ratio of sleeve length between garment drawing and its pattern, the length of the relevant characteristic lines are calculated, and then the preliminary frame diagram of pattern is obtained. Finally, since the B-spline curve has good characteristics of the fitted curve, the curves which have not yet been gotten in the preliminary frame diagram of pattern is constructed by the B-spline curve, and then the coordinates of relative points of B-spline curves is figured by the geometry relationship. And then the parametric relationship is established, and the transformation between garment drawing and pattern of men′s shirt with one-piece sleeve is accomplished completely at last.

Keywords garment drawing; pattern; B-spline curve; parameterized design; clothing CAD

隨著服裝CAD技術的不斷發展，智能化服裝設計成為當前服裝領域的一大研究熱點，主要包括智能化服裝款式設計、智能打板和服裝款式設計與打板的智能轉換[1]。目前，服裝CAD技術在款式圖繪制、打版、放碼與排料等方面已取得不少的研究成果[2]。然而，在款式圖到服裝平面結構或者三維結構之間的智能轉換方面，尚需進一步研究。研究的難點在于款式圖作為真實服裝的一種平面效果表達，但對于服裝結構設計來說不精確，因此要實現二者的轉換，必須建立一種轉換機制來消除二者信息表達之間存在的誤差。

在服裝款式的智能化設計方面，國外有學者在利用交互式遺傳算法獲得服裝款式適合度評價函數的基礎上，建立了女裝款式設計系統并取得較好地效果[3]。國內學者通過服裝款式關鍵點、特征線的定位和交互式遺傳算法分別建立了部件化的智能服裝款式設計系統和個性化服裝款式推薦系統[4-5]。在計算機自動生成紙樣方面，有學者提出了尺寸驅動幾何圖形的方法[6]、關鍵點坐標法[7]、BP神經網絡法[8]、基于圖論的參數化設計模型[9]、建立參數化服裝部件紙樣庫[10]等。上述研究分別在服裝款式圖的智能化、紙樣自動化生成方面取得了一定的成效。

在款式圖與紙樣間的智能轉換方面，有研究通過建立服裝幾何剛形體的數學模型并結合服裝原型紙樣，得出原型紙樣與款式圖的空間映射關系，完成款式圖到紙樣圖的轉換[11]。另有研究則利用計算機自動識別款式圖中關鍵點、特征線，與結構圖建立起某種映射關系，完成平面款式圖到紙樣的轉換[12-13]。文獻[14]則通過建立西裝款式圖庫和與其對應的紙樣圖庫，通過匹配實現款式圖到紙樣圖的轉換。總的來說，上述研究的主要思路是利用參數化思想或者建立數據庫的方法。相比于數據庫的檢索匹配方法，參數化方法更能實現款式圖到紙樣圖的一一轉換。

本文以男襯衫一片袖為例，利用款式圖相關控制點與實際紙樣中相關控制部位的映射關系，建立二者的參數化轉換方法，結合樣條曲線生成方法構造紙樣圖中曲線部分，較好地實現了款式圖到紙樣圖的轉換。本文方法為款式圖到紙樣圖的轉換提供了一種新的實現途徑。

1 問題描述

典型男襯衫一片袖款式圖如圖1所示。圖中給出了一些用于描述款式圖的關鍵點，分別為：A1(x1,y1)、A2(x2,y2)、A3(x3,y3)、A4(x4,y4)、A5(x5,y5)。根據平面坐標內兩點間的距離公式計算相關特征線的長度，并將這些距離記為a=|A1A2|、c=|A4A5|、d=|A2A3|、b=|A1A4|。

不失一般性，實驗對象選擇175/92A男襯衣基本款，其中袖窿弧長L為510 mm，袖長為600 mm，袖口寬28 mm(本文袖口寬用Lw表示，單位為mm)，袖克夫寬65 mm[15]。與圖1對應的男襯衣一片袖的常規紙樣圖如圖2所示。

2 款式圖到紙樣框架圖轉換過程

2.1 袖山高取值的確定

實驗初期利用特征點對應的方法，發現轉換后的袖山高取值與實際男襯衣紙樣中袖山高的取值相比誤差較大，在研究過程中，結合實際男襯衣紙樣中袖山高的經驗取值對轉換后紙樣中的袖山高進行修正。圖3為绱袖角度示意圖。

2.2 紙樣框架圖的設計

在紙樣圖中，設實際袖長為t，且t為袖長與袖克夫寬之差，設款式圖中袖長與紙樣實際袖長之比為k2，即：

假設k2為款式圖中各控制部位尺寸與轉換后紙樣中各相關尺寸的比例系數，由此可得到轉換后(轉換后紙樣的袖長仍采用t)紙樣的各控制部位尺寸為

根據以上尺寸可得到假設條件下紙樣框架圖，如圖5所示。

3 紙樣圖中弧線的構造方法及過程

結合實際紙樣制圖規則得到了轉換后男襯衣一片袖的紙樣框架圖，而對于轉換后紙樣中弧線部分，包括前后袖山弧線以及前后袖縫弧線的轉換，還需要進一步結合曲線的生成方法來進行構造。

3.1B樣條曲線

B樣條曲線[17]是參數曲線的一種，作為Bezier曲線的拓展曲線，具有局部性、連續性、幾何不變性、造型靈活性等良好的參數曲線特點，因而常被應用到服裝智能化設計的曲線擬合當中。潘安等[18]在進行智能化服裝款式設計系統的研究中就應用了3次B樣條曲線進行服裝款式圖的曲線擬合。B樣條曲線主要分為均勻B樣條曲線和非均勻B樣條曲線，現給出B樣條曲線的函數表達式。

式中：ti是節點值，T=[t0,t1,…,tL+2k+1]為構成k次B樣條函數的節點矢量，其節點為非減序列，且L=n-k。當ti+1-ti為常數時，節點按參數軸均勻等距分布，上述表達式表示均勻B樣條函數；當ti+1-ti不是常數時，節點按參數軸分布不等距，上述表達式表示非均勻B樣條函數。

由于B樣條曲線不過首末端點，在本文研究過程中需要使用過端點的B樣條曲線，從而簡化曲線的構造。根據理論知識，對于過首末兩點Q1和Qn的非周期3次B樣條曲線，需滿足P1=Q1，Pn=Qn，且求解控制點Pj的線性方程組[17]為

該三帶狀矩陣可用追趕法求解出Pj(j=1,2,…,n)。為使曲線首末兩點過Q1和Qn，則需附加2個頂點P0和Pn+1，且其應滿足條件：P0=2P1-P2，Pn+1=2Pn-Pn-1。

3.2 前袖山弧線構造過程

為了采用B樣條曲線構造前袖山弧線，首先構造控制節點，然后利用節點構造弧線。整個過程如下。

將各點坐標代入，即可解得：

即P2(xp2,yp2)坐標得以確定。

第8步。利用同樣方法構造后袖山弧線。

3.3 前袖縫弧線構造過程

為了采用B樣條曲線構造前袖縫弧線，首先構造控制節點，然后利用節點構造弧線。整個過程如下。

第5步。利用同樣方法構造后袖縫弧線。

4 結 論

參數化設計思想是完成服裝智能化設計的一條重要思路，本文利用參數化設計思路，得出男襯衣一片袖款式圖到紙樣圖轉換的數學關系，較好地實現了男襯衣一片袖款式圖到紙樣圖的轉換，并結合B樣條曲線的特點，求出B樣條曲線特征多邊形的控制點，為后期利用計算機編程模擬轉換后紙樣圖的曲線奠定了基礎。盡管本文的研究僅給出了男襯衣一片袖款式圖到紙樣圖的轉化方法，然而該方法不失一般性，可以直接應用到其他類型服裝及其部位的轉換，例服裝衣身、領部、口袋等部位的轉換。

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Transformation from style to pattern for men′s shirt with one-piece sleeve

LIU Xiao1， DENG Yongmei1， CHEN Jinguang2

(1.CollegeofApparel&ArtDesign,Xi′anPolytechnicUniversity,Xi′an,Shaanxi710048,China；2.CollegeofComputerScience,Xi′anPolytechnicUniversity,Xi′an,Shaanxi710048,China)

10.13475/j.fzxb.20150200608

2015-02-03

2015-07-22

陜西省教育廳2012年科學研究項目(12JK0571)；陜西省科技計劃項目自然科學基礎研究計劃-面上項目(2015JM5167)；好運來研究生創新基金項目(HYL-201407)

劉肖(1989—)，女，碩士生。研究方向為服裝產品研發與評價。鄧詠梅，通信作者，E-mail：dengymxpu@sina.com。

TS 941.26

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