計算機輔助排樣在服裝設計裁剪中的應用

徐立楠

摘 要：服裝業作為我國國民經濟的主要組成部分，有著巨大的市場空間，傳統的服裝手工排樣裁剪在長期的應用過程中出現了很多不合理的問題，因此提出了計算機輔助排樣方案。文章對該方案在服裝設計裁剪中的應用問題進行具體分析，希望能為以后服裝設計方面的工作提供一些幫助。

關鍵詞：計算機輔助排樣；服裝設計；裁剪

21世紀是科學技術快速發展的時代，各種先進技術應用于各個領域中，在服裝行業也是如此，將計算機輔助排樣技術應用在服裝設計中是一種新的突破，所謂排樣就是將多個不同的圖形在平面區域內進行布置，如何來布置以及布置的好壞都會對產品的成本以及效率有一定影響，這就需要設計人員在工作的時候一定要足夠細心，足夠認真。計算機輔助排樣的優點有很多，例如：提高材料利用率、提高產品的整體質量以及縮短生產周期等，同時該系統還可以與一些先進的輔助技術相結合，如計算機輔助設計以及其他，這樣能夠進一步提高系統的可靠性，對以后的計算機生產管理有一定的作用[1]。本文對計算機輔助排樣在服裝設計裁剪中的應用問題進行具體分析，希望能為以后服裝設計方面的工作提供一些幫助。

1 計算機輔助排樣（CAN）在服裝設計裁剪中的應用

1.1 服裝設計圖形輸入與處理

在微機上運行的軟件系統，可以有Windows 95，Windows 98以及Windows 2000等，將計算機輔助排樣（Computer Aided Nesting，CAN）系統在這些軟件系統上運行的時候，主要包括了以下幾個模塊：服裝設計圖形輸入、預處理、自動排樣以及結果輸出等。具體的過程應該是先將服裝的圖形及尺寸通過接口進行輸入，可以通過CAD/CAN的方式。然后可以轉換為更加方便的數據結構，確保能夠進行一定的優化，由于系統在進行自動計算的時候對服裝面料用量較小，因此只能根據用戶的輸入方式來進行排樣，將這些排樣的結果在屏幕上更好地顯示出來，在完成了自動排樣之后用戶對結果不滿意的情況下，可以采用其他的方式來進行計算，例如可以直接進入到人機交互的整個過程中，通過這種人機對話的方式可以完成很多操作，如對服裝的平移、增加、刪除、旋轉等，這樣就能讓排樣的結果達到最佳的效果。最后再利用文件的形式將排樣結果進行輸出，還要給出相應面料的利用率將這些都通過打印機進行輸出。對于服裝設計圖形處理方面，主要獲取排樣零件的選擇與圖形的信息，根據一定的數據結構來完成信息庫，可以采用AutoCAD系統軟件進行操作，這樣的數據結構轉換起來更加容易，很多二維的圖形也可以利用AutoCAD來生成，或者可以借助掃描儀的方式來獲得，如果從專業的角度來獲得圖形信息，那么就可以不斷地對數據進行統一。設計師在獲取服裝款式以及造型的時候，也可以充分借助各種工具，設計師可以先設計相應的款式，然后再選擇與自己設計相符合的人體模特，根據模特試穿的效果來做出相應的修改；設計師還可以將自己的想法先在電腦屏幕上表現出來，利用CAD來將設計的內容放在電腦里保存，方便以后繼續使用，還可以充分利用已有的成果，真正實現將技術與藝術相結合的效果[2]。

1.2 自動排樣的類型

通過系統給出的窗口來對面料的長度、寬度和排樣時間進行說明，自動排樣是希爾伯特為數學工作者提出的數學難題，其中最關鍵的就是對二維圖形進行優化排樣，所有數學者都在探索但是始終沒有找到正確的答案，從理論上可以對問題進行解答，在其他領域例如沖壓、切割方面都已經應用了各種先進技術，將計算機技術應用在排樣問題中可以通過多種方式來進行，人機交互法、矩形包絡法以及解析函數法等，這些算法都有或多或少的優缺點。根據對其他方面的算法進行研究，可以學到更多關于計算機系統的知識，也能提出更多具有創新性的方案，進行粗排的時候可以利用矩形包絡法，研究區域的時候可以進行精排，這樣既提高了利用率，也能降低算法的復雜程度，主要包括精排和粗排的方式，粗排的方式是因為服裝圖形有著一定的復雜性與多樣性，給排樣帶來的計算量是很大的，嚴重的甚至影響到排樣效率。因此在進行粗排的時候，應該充分利用服裝輪廓的特點選擇面積比較小的，也就是最接近實際的服裝圖形來進行排樣，再根據具體的方法對這些圖形進行優化，排樣完成后逐漸恢復原始的圖形。這樣不僅簡化了排樣的模型，還能將復雜的問題進行一定的簡化。具體的方法如下：可以先求出服裝的包絡矩形，然后對某一時刻假設為排樣布局N，而下一代的矩形是D，當排上D之后這時的布局就是N+1，如果選擇D的布局作為最終的評估函數，那么布局的原則就是最大的。在精排的時候費時是最少的，并且排樣的效率也會比較高，能夠滿足服裝在設計時的整體需求，但是它還存在一些不足之處，排樣的結果不能達到最佳的狀態[3]。

如圖1所示，a圖是兩件服裝，b圖是粗排的結果，那么可以看出服裝2應該再向服裝1左移一部分，但是利用率不如c圖，為了讓這一問題得到更好的解決，可以在粗排的基礎之上采取精排的方式，采用精確定位的形式讓圖形更加接近布局，這也是最好的一種辦法。利用該方法可以讓所占布料的面積最小，從實際應用上來看，就是將兩個圖形轉化為更為接近的方法，但又不會出現互相干擾的情況，讓兩個圖形在理論上有交流的部分，可以采用運算量較大的算法，如點陣判交法、聯立方程求交方法等。這些方法可以針對難度偏上的問題，如果是更為復雜的圖形就不能實現，而區域的概念就能解釋這一點。具體的解決辦法是：由于服裝會在面料上占一定的面積，因此能夠反映在計算機屏幕上的都是二維圖形的形式，通過對這些圖形區域建立關系的過程，來判斷圖形是否發生了干涉的情況或者是否有重疊的現象。任何的服裝圖形都是利用圓或者多邊形來組成的，而系統軟件也對圓與多邊形建立了函數，可以將一些基本的布爾運算應用到這些函數中，典型的布爾運算有差、交、異或、與或等。根據這些就能夠得出各種各樣的圖形區域，在各個圖形區域建立完成之后，根據系統的提示可以創建一些服裝的組合區域，當創建的區域為空也就是NULL時，就說明這兩件服裝并沒有出現碰撞的現象，這樣就可以繼續沿著排樣方向來向已經排樣的服裝進行移動，如果新區域是非空的話，表明服裝發生了碰撞就停止了移動，然后可以進行一定的調整。除了進行自動排樣之外，還可以進行人工交互排樣，或者自動排樣完成之后再進一步提高面料的利用率。系統可以將人工交互排樣的過程表示出來，對服裝圖形進行平移和旋轉，或者進行其他的一系列操作，確保排樣結果達到最佳的狀態，從而實現圖形坐標變換矩陣的效果。

1.3 計算結果的輸出

在進行結果輸出的時候，可以輸出兩個部分的內容，第一部分是面料利用率計算，第二部分是對圖形輸出的計算。前者面料利用率是排樣系統中十分關鍵的指標，通過計算面料利用率就能得到服裝的具體面積，同時在進行排樣時，對哪種服裝選擇哪種排樣策略也有不同的要求，而面料利用率就能對這些問題做出一定指導，零件圖形的復雜性是很高的，在計算圖形面積時可以利用高等數學或者微積分的形式，這樣可以從一定程度上獲得相應的知識。從實際的角度進行分析，能夠看出服裝就是封閉輪廓構成的，這些輪廓是將圓形、多邊形兩者相混合形成的。如果用戶對排樣結果沒有任何意見的情況下，就可以根據相應的數據結構將零件的圖形信息進行輸出，將這些內容傳給CAM系統再利用圖形打印機進行打印，也可以借助其他的功能，或者直接利用Windows進行屏幕的拷貝[4]。

2 結語

綜上所述，對計算機輔助排樣在服裝設計裁剪中的應用進行分析，可以看出，CAN系統能夠提高材料的利用率，產品的成本也得到了降低，越來越多的企業都應用了這種系統，也說明該系統的市場是很大的，在縮短生產周期的同時，也能降低工人的勞動強度，從而實現真正的自動化生產。利用計算機強大的技術再結合設計師的經驗，能夠讓服裝設計更加的科學化與現代化，未來我國服裝行業的競爭會越來越激烈，相信未來我國在該方面會取得更大的成就。

[參考文獻]

[1]董智佳.經編無縫服裝的計算機輔助設計[D].無錫：江南大學，2015.

[2]曾珊珊.計算機輔助設計在高校服裝設計教學中的角色探索[J].電腦迷，2016（11）：184.

[3]金鵬，孫曄.服裝設計專業計算機輔助設計課程中學生可持續發展能力的培養[J].文教資料，2015（22）：164-166.

[4]金蕊，蘇軍強.優化服裝設計計算機實驗的實踐與探索[J].實驗技術與管理，2017（2）：194-196.