元代宮廷服飾在虛擬場景中的VR展示

霍芳菲， 曹莉

(內蒙古大學 藝術學院，內蒙古 呼和浩特市 010070)

三維立體模型以及三維虛擬空間時代的到來，給予服裝行業極大的便利，同時也節約了時間、成本等資源。服裝行業在虛擬場景中的VR展示最先在美國、日本等國家出現，隨后中國的阿里巴巴也運用VR技術推出Buy+項目，這些VR技術的運用為研究元代宮廷服飾在虛擬場景中的VR展示提供了借鑒。元代宮廷服飾吸收了中外服飾文化的精髓，是服裝歷史文化的典范，以元代宮廷服飾為設計對象，將其制作成三維立體模型，進而在虛擬場景中以VR的方式展示，將傳統文化與現代科技結合，既轉變了傳統的展示方式，又能讓大眾更深層次地了解服裝的各個細節，可以更好地繼承和發揚元代宮廷服飾文化，符合現代人的需求及市場發展方向。

1 元代宮廷服飾的展示

元代宮廷服飾的展示一般以傳統的方式擺放在展廳中，常被玻璃框和警戒線隔離，使欣賞者與服飾具有一定的安全距離。這種展示方式雖然確保服飾完好無損，但是大大降低了人們對元代宮廷服飾的認知度。為了改善這種情況，文中將通過制作元代宮廷服飾的三維立體模型，實現服飾在虛擬場景中的展示，此方法能很好地保存服飾的同時又不受時間和地域的限制，可以使更多人了解元代宮廷服飾文化。借鑒江南大學民間服飾傳習館基于“CLO3D”三維服裝展示軟件制作的民間服飾展示方法，有效解決了民族服裝服飾展示的難點問題，較好地模擬了目前館藏的民族服飾文物質感[1]。

1.1 元代宮廷服飾的藝術魅力

蒙古族文化屬于北方游牧民族草原文化系統，蒙古族的游牧文化在其形成和發展過程中具備了自身的多元性和同一性、開放性與凝聚性等特點[2]。元代宮廷服飾是中外民族服飾文化的融合體，其中女子和男子的服裝款式又有所差異，雖然男女均穿長袍，但型制上男子為了便于騎馬狩獵比女子更顯合體，女子服飾略顯寬大曳地。對于元代宮廷服飾的描寫在許多文物中可以看到，如山東沂南的漢墓石刻歷史博物館藏大型空心磚上刻的幾個胡族騎兵，深目高鼻，戴尖錐形毛氈帽，穿齊膝短衣，手執劍盾，還保留著匈奴烏桓騎士的剽勇形象[3]。

元代宮廷服飾造型主要以上緊下松的方領和交領式長袍為主，其袖子較窄，腰部束上腰帶，腳蹬皮靴。在面料材質方面，元代宮廷貴族所用面料集合了中外名貴毛皮以及織錦綢緞。服飾色彩多運用寓意深刻的紅、金、綠、藍、白等顏色，表達生活在草原上的蒙古族人對自然的感恩及對生命力量的崇敬之情。如紅和金代表太陽和火焰，是生命、光明和勝利之意；綠色代表草原，是生機盎然和生命之意；藍色和白色代表藍天白云、乳汁和羊毛，是圣潔、吉祥和美好之意。裝飾圖案上一般以寓意圓滿吉祥的圓形組合圖案為主，圓形組合大多為環形四方連續以及八方連續，環內穿插花草幾何紋、龍鳳、花卉禽鳥等組合。同時，元代宮廷服飾對日月龍鳳紋和佛像西天字樣等圖案運用的也比較多。元代男子帽冠類似現代的太陽帽冠，以卷云冠和棲鷹冠為主，罟罟冠是元代貴族婦女中最為流行的帽冠，以此來彰顯其高貴的身份，且罟罟冠也是已婚婦女的標志。里斯托福·道森在《出使蒙古記》中對罟罟冠的造型有著形象的描述，如“在頭飾頂端的正中旁邊插著一束羽毛或細長的棒，同樣也有一腕尺高；這一束羽毛或細棒的頂端，飾以孔雀的羽毛，在他周圍，則全部飾以野雞尾部的小羽毛，并飾以寶石。富有的貴婦們在頭上戴這種頭飾……”[4]由于男人是一個家庭的維持者,所以已婚婦女們必須戴上罟罟冠以象征是在丈夫的權威之下[5]。

1.2 元代宮廷服飾的傳統展示方法

元代宮廷服飾主要以實體展廳展覽和書本平面的傳統展示方式供大眾欣賞。由于元代宮廷服飾屬于高級定制，每款僅有一件，需要花費很多時間和精力來制作，因此尤為珍貴，所以在展覽中一般都不會讓觀賞者近距離觸摸。服飾實體展廳展覽的形式一般有兩種:①放在玻璃柜中供觀賞者欣賞，但是由于玻璃的反光和玻璃表面的灰塵，加之玻璃柜與人的距離，很難讓人們欣賞到服飾的細節；②沒有玻璃框，但服飾周圍會布置警戒線，讓觀賞者和服飾保持一定距離，避免人們觸摸，雖然沒有玻璃的反光，同樣很難清楚地欣賞到服飾的細節。

元代宮廷服飾的實體展示，對于服飾而言，由于受到客觀因素如環境中光照和濕度等的變化，都會影響到服飾的質感和顏色，加上展覽過程中服飾的搬運和在人模上的穿脫，都會有損服飾，導致服飾不易完好保存；對于觀賞者，也很難360°全方位欣賞到服飾的細節，而且每個款式只制作一件，數量遠不能滿足實體展示的需要，時間與空間的限制給觀賞者帶來不便。

1.3 元代宮廷服飾的現代展示方法

虛擬現實技術起源于美國，它的運用可追溯到包括武器裝備研究與新武器展示，以及軍事訓練等領域。美國的研究水平代表了國際虛擬現實發展水平。另外荷蘭、日本、新加坡、德國、英國等國在虛擬現實應用方面發展都極為迅速[6]。如今，虛擬現實技術已經從軍事領域發展到人們的生活領域，其中服飾方面尤為廣泛。元代宮廷服飾的現代展示方法不再局限于將服飾擺放在人模上，只能觀看的傳統展示層面，而是利用虛擬現實技術使人們不受時間、地域以及空間的限制就能欣賞到服飾的每個細節。現代服飾展示方法主要分為兩類：①對服飾制作出三維立體模型和虛擬場景，場景可以是展廳也可以是商場等，在特定的軟件中打開，觀賞者可以直接用鼠標來操作，旋轉或放大或縮小服飾來欣賞各個細節；②在三維立體模型和虛擬場景的基礎上運用VR技術，觀賞者佩戴VR眼鏡，不僅能詳細地看到服飾的每個細節，還有一種身臨其境的感覺。

服飾三維立體模型在虛擬場景中的展示方法，就服飾而言，避免了現實中來回搬運對其造成的損傷，能更好地保存服飾藝術珍品；對于展館，節省了展示空間，同時極大地降低安保人員、講解員和清潔人員等人力成本，以及后期對展館的維護和管理費用等；對于觀賞者，沒有了時間、地域和空間的限制，節省了時間、精力和金錢，帶來了很大的便利，它給人們帶來的不僅僅是視覺上的體驗，還有是聽覺和觸覺上的體驗。

2 元代宮廷服飾在虛擬場景中的VR展示制作

三維服飾建模的方法主要分為幾何建模與物理建模兩種[7]。文中選用了元代宮廷服飾比較典型的男子辮線袍和女子交領式長袍，帽冠分別為男著卷云冠和女著罟罟冠。在手繪和Photoshop作圖軟件設計的二維服裝效果圖基礎上制成成衣，然后通過手持掃描儀、3DMAX三維建模軟件、Altizure、Photoscan和Smart3D圖像采集三維重建軟件，制作出元代宮廷服飾三維立體模型和虛擬場景并進行VR展示，使觀賞者身臨其境般感受元代宮廷服飾傳統文化的藝術魅力，也給予未來私人定制或根據消費群體生產服裝帶來便利。

2.1 元代宮廷服飾三維立體效果制作

針對元代宮廷服飾三維立體模型制作，采用了3個方案進行實踐嘗試。①通過手持掃描儀三維掃描重建;②利用3DMAX三維作圖軟件手工建模;③通過Altizure，Photoscan和Smart3D三維重建軟件把采集好的系列照片合成3D模型。

2.1.1手持掃描儀三維立體效果制作 由于真人模特面部結構復雜，又很難長時間保持靜止，掃描成像困難，故換成假人模特代替，既節約開支，又方便操作。實驗采用了一件紋樣和色彩相對簡單的元代宮廷服飾。首先使用手持掃描儀對服飾進行三維掃描建模，將穿好服飾的人模放在轉盤上，隨著轉盤緩慢轉動，其中一人拿著手持掃描儀對著服飾從上到下進行360°掃描，另一個人則在電腦端操作，每掃描一圈需要暫停片刻，對比三維模型和人模，觀察是否掃描完整。

手持掃描儀成像的優點：①可自動屏蔽環境干擾物，操作簡便、快捷；②掃描文件小，電腦配置要求低，可選擇STL，OBJ，PLY 3種格式進行文件保存，以便后期軟件處理；③掃描的同時可在電腦配備的軟件模型框中全方位預覽掃描后的三維立體模型效果。其缺點:①長期手舉掃描儀，手和胳膊易產生疲勞感；②由于服裝圖案紋樣多而復雜，且織錦緞面料會反光，三維模型很難表現出服飾真實的質感和紋樣，會影響到掃描的效果和完整度；③模型紋理清晰度低，殘缺性大，需要后期大量的人工修圖，耗費大量的精力和時間。同時，掃描儀像素的大小對三維模型效果的精確度和完整度至關重要。

2.1.23DMAX三維立體效果制作 3DMAX三維軟件建模是在二維效果圖設計好之后，無需成衣實物就可以進行操作的，但需要相當專業的建模人員來建立服飾的三維模型，成本高，所花費的時間和精力也較多，而且建立的三維立體模型效果缺乏真實感，較難表現出服飾面料的質感和紋樣。一般在軟件中給服裝貼材質時，都是一個平整的光面，導致服飾褶皺效果一定程度上失真。實體建模包括邊界表示法和多面體建模[8]。邊界表示法的研究基于人體切片的建模方式，雖然計算量有所減少，但還要面臨切面片之間的拼接難題[9]，而多面體建模是對多個體面進行操作以達到變形的效果[8]。雖然針對實體建模這兩種方法的研究都有所改進，但三維人體建模仍然是一大難點。

2.1.3Altizure和Smart3D三維立體效果制作 Altizure，Photoscan和Smart3D圖像采集三維瀏覽為一體的三維重建軟件，是在成衣完成之后，通過一系列的照片合成3D模型。Altizure對傾斜攝影比較合適，高精度三維拍攝用Photoscan較好。在Smart3D軟件中，把單反事先拍攝好的每組圖片導入并進行三維模型渲染。這3類軟件對拍攝技術和拍攝像素要求都比較高，拍攝好壞和像素高低直接影響三維模型的逼真度和精確度。

首先拍攝過程中，保證物體處于靜止狀態，并從不同角度對模型進行拍照，盡量保持所有照片拍攝處于同一光照環境下。單反拍攝過程中應注意，反光表面、透明、沒有紋理(純色)的物體不適合模型建立，在反光且純色面積很多的情況下，需要搭建攝影棚，用幾個角度燈光構成無影燈效果，然后用高像素相機小角度覆蓋拍攝。物體不要放在照片邊緣位置，應盡量保證其處于照片中心位置，避免拍攝景深太淺的照片。

對于單反相機，像素越高越好，鏡頭光圈越小越好。拍攝時需多點環境光，若拍攝有陰影和反光的地方在渲染模型的時候軟件無法識別，故相機小光圈應有足夠的光線。拍攝中，服飾要進行10層拍攝，每層至少拍12張，以帽冠頂部為基點，一層一層往下拍，且多角度平視拍攝，拍攝距離根據照片左右重疊率決定，或固定拍攝距離，照片以80%左右重疊率決定每圈拍攝照片數量。拍攝距離鏡頭需剛好把模特全照進去，若拍攝局部需考慮照片的過渡銜接，盡量拍攝密集，如有反光，需增加拍攝距離。

采用單反相機對元代宮廷女子罟罟冠(見圖1)、蒙古族女子服飾(見圖2)、元代宮廷女性(見圖3)和男性(見圖4)服飾進行了幾組拍攝，每組約200至300張照片，并導入Smart3D軟件進行三維模型渲染，照片拍攝像素越高，渲染速度越慢。

圖1 元代宮廷女子罟罟冠Fig.1 Women's Gugu hat of Yuan Dynasty court

圖2 蒙古族女子服飾 Fig.2 Mongolian women's costume

圖3 元代宮廷女裝 Fig.3 Women's costume of Yuan Dynasty court

圖4 元代宮廷男裝Fig.4 Men's costume of Yuan Dynasty court

手持掃描儀三維掃描建模、Altizure和Smart3D三維重建軟件建模，都需要在完成成衣的基礎上進行，而3DMAX三維作圖軟件無需成衣，可直接手工建模。手持掃描儀需要更好的設備才能做出逼真的效果，器材耗資高，后期還需進行大量的修復工作。Altizure和Smart3D三維重建軟件建模，主要掌握拍攝技巧即可，方便易學，且后期修復少，三維模型逼真。 3DMAX三維作圖軟件復雜難懂， 需要專業的相關人員才能完成建模，花費時間長，對電腦配置的要求高，對于服飾來說很難出現逼真的效果。對比這些建模軟件，Smart3D軟件是最適合的建模軟件。

2.2 虛擬場景制作

虛擬場景提供了多維度的自由，能夠沿著3個方向移動，也可以沿著3個方位旋轉，同時還能夠建立和其他空間的超鏈接[10]。虛擬場景通過3DMAX軟件做出展廳一角的效果，通過建素模、貼材質、打燈光建立所想要的場景，然后把渲染好的元代宮廷服飾的三維模型導入虛擬場景，調整合適位置。如果服飾模型有需要修補的，可以先導入3DMAX軟件中對模型進行修補、拆分及重新烘焙等。利用3DMAX制作三維虛擬場景，將三維立體模型和虛擬場景合并，再進行VR操作。

2.3 元代宮廷服飾在虛擬場景中的VR展示

把元代宮廷男女服飾與虛擬展廳場景結合，導入Rayhome軟件中，在此軟件中可以調節燈光、材質等，比3DMAX更方便快捷，調節完之后把文件保存為rprojpack格式，導入到VR中便可身臨其境般欣賞(見圖5)。VR的展示方法分鼠標式操作和手柄式兩種：①Ray VR軟件鼠標操縱，把渲染器打開，然后啟動Viulux，把模型用鼠標托至電腦右上角，戴上VR頭盔即可觀看；②Rayhome軟件手柄操縱，打開渲染器，然后啟動Vive全景頭盔，直接手持手柄邊走邊看。虛擬技術運用到服裝中，是服裝行業發展的趨勢，同時也帶動服裝行業走向現代化和國際化。虛擬服裝技術開發目前還處于剛起步階段，只有跟上市場、滿足人們需求，開發出的產品才能獲取更大的價值[11]。

圖5 元代宮廷服飾在虛擬場景中的VR展示Fig.5 VR display of Yuan dynasty court costume in virtual scene

3 結語

服飾在虛擬場景中的VR展示改變了傳統服飾展覽的方式，使人們即使不去展廳依然能夠了解元代宮廷服飾及傳統文化。傳統服飾與現代VR的結合，如果投入市場，企業則無需提前大量生產，而是讓消費者先通過VR感受其服裝效果，再根據消費者的需求進行定制，節省了成本和資源。

服飾在虛擬場景中的VR展示目前還存在很多不足：①由于設備有限，在掃描、拍攝服裝三維模型過程中難以捕捉細節，降低了服裝三維立體模型的局部清晰度，不能很好地展示服裝細節，若想要更好地展示服飾效果，則需要更先進的設備；②在VR展示中，人們不能用手真實感受服裝的質感，無法了解服裝面料的材質和彈性等；③服裝穿在人模上，消費者不能親自體驗服裝的合體度，而且服裝的展示是靜止的，消費者感受不到服裝在動態活動中的效果。如何讓消費者在VR展示中體驗試衣功能，切實感受服裝的動態美，是需要進一步深入研究的。

虛擬現實技術之所以可以得到廣泛使用，是因其可以構建出逼真的三維場景效果， 這項技術對于繼承和弘揚元代宮廷服飾及現代商業文化起著舉足輕重的作用。

參考文獻：

[1] 梁惠娥,張守用.虛擬三維服裝展示技術的現狀與發展趨勢[J].紡織導報,2015(3):70-73.

LIANG Hui'e,ZHANG Shouyong.Current situation and future developmenting trend of three-dimensional virtual clothing displaying technology[J].China Textile Leader,2015(3):70-73.(in Chinese)

[2] 烏云.元代蒙古族服飾的審美特征[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2005.

[3] 阿木爾巴圖.蒙古族美術研究[M].沈陽:遼寧民族出版社,1997:433- 421.

[4] 克里斯托福·道森.出使蒙古記[M].呂浦，譯.北京：中國社會科學出版社，1983：119-120.

[5] 王光新.圖騰崇拜對中國哈薩克民族服飾藝術的影響[J].裝飾，2007(11)：129-130.

WANG Guangxin.China Kazakstan dress adornment art influenced by totem worship[J].Art and Design,2007(11):129-130.(in Chinese)

[6] 楊月.虛擬現實技術在商場服裝展銷中的探討與研究[D].沈陽：沈陽大學，2012：2.

[7] LONG J,BURNS K,YANG J.Cloth modeling and simulation:a literature survey[J].Digital Human Modeling,2011(7):9-14.

[8] 龐舒.動態虛擬試衣方法的研究與應用[D].北京：北京工業大學，2015：7.

[9] CARR J C，BEATSON R K，CHERRIE J B，et al. Reconstruction and representation of 3D objects with radial basis functions[C]//Proceedings of the 28th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques.New York:ACM，2001：67-76.

[10] 張菁.虛擬現實技術及應用[M].北京:清華大學出版社，2011：30-36.

[11] 劉樹英,伊麗莎白·曼德拉.紡織服裝產業3D技術動向與發展趨勢[J].中國纖檢,2015(16):60- 63.

LIU Shuying,Elizabeth Mandela.3D technology trends and development trend of textile and garment ladustry[J].China Fiber Inspection,2015(16):60- 63.(in Chinese)