探究交互式虛擬服裝展示系統的實現與設計

徐倩倩

摘 要：虛擬展示就是將VR技術應用到產品展示中，這對于傳統的服裝展示來說是一種創新，而要想將虛擬現實應用到服裝展示中，需要注意的問題很多，同時需要解決的問題也是多種多樣的，嚴格來說屬于數字化設計中的一種應用。近年來虛擬現實在國內已經并不陌生，這也讓各個行業對虛擬現實的應用變得非常熱門，將其應用到服裝展示中，是對服裝設計的一種革新。本文研究的其實就是一種利用計算機，對服裝設計提供輔助，用虛擬的方式制作各類面料和材質，同時也是對人模特的模擬。這樣就可以實現理想中的光影效果。該系統可以避免服裝與人體在交互階段造成的一系列問題，希望通過本文的研究，可以對服裝設計領域的進步提供良好的參照。

關鍵詞：交互式 虛擬服裝展示 設計

虛擬現實、交互技術以及互聯網是目前人們廣泛關注的話題，促進虛擬現實已經成為人們生活中并不罕見的事物，在各行各業都有不同的應用，同時在服裝領域也是一樣，以往手工的設計方法已經無法滿足實際需求，用先進科技革新設計手段，成為信息化發展的必然趨勢，而虛擬服裝設計則是成為一種全新的嘗試，借助計算機技術以及交互技術，讓服裝展示以及面料服飾的形式變得虛擬，實現了無紙化設計，用便于進行互動展示。虛擬化的服裝設計以及交互技術可以讓樣衣制作的一系列過程得到模擬，而模特試衣也可以獲得全新的體驗，設計是可以用虛擬構建的方式，通過布料庫對服裝進行隨心所欲的設計，對著裝效果進行瀏覽也變得更加便捷，與以往的手段相比，在生產周期上縮短了很多，同時設計成本也更加低廉，布料具有復雜的結構，而且容易受到外界影響，對布料進行模擬也是非常有難度的，在虛擬環境中，要想保持布料的相對真實的感覺也是非常難得，這對系統的設計提出更多需求。

一、系統框架設計

1.設計目標

該系統的主要設計目標就是建立成一個對真實世界進行全面模擬的三維平臺，用于服裝展示，處于虛擬環境中，這樣就可以通過該系統對服裝以及運動模特的動作進行查看與跟隨，同時借助交互式點擊，對服裝對象進行點擊操作，可以查看服裝的具體屬性以及相關說明。也能夠通過點擊操作，查看服裝庫中的各類服裝，點擊不同的圖標可以實現虛擬的交互換衣流程，這體現了如今計算機技術對服裝設計是完全可以提供輔助的，并且具備更加強大的功能，該系統是對以往服裝設計的一種顛覆，近年來已經開始不斷研究，并被相關領域關注，可以說對服裝設計領域的進步起到極大的推動作用。

2.功能結構設計

首先需要借助建模工具，對人體模特建立相應的模型，三維服裝也需要建立相應的模型，人體動作需要進行設置，將模型與動作設置好后，就可以將處理好的動作和模型向虛擬平臺的Virtools引擎上進行數據導入，這樣Virtools引擎就可以加載出有關模型以及屬性的數據信息，并建立相應的是視景數據庫。借助交互板塊可以實現交互設置，然后就是場景優化功能。所謂場景優化，實際上就是對效果進行渲染，對場景模型進行優化，讓用戶可以輕松通過系統，對服裝效果進行瀏覽。

二、服裝視景數據庫建立

1.建模

對服裝進行三維建模的方法有很多種，首先比較多的一種就是借助專門的建模軟件，在軟件上會有多邊形建模的功能，對衣服的輪廓進行設計，然后可以對相應的修改器，模擬出類似真實世界的服裝形態，這是一種比較簡單的方法。其次有一種方法就是借助圖形學中的方法，用樣條線對服裝進行設計，設計出虛擬服裝的圖案，然后借助修改器將補貼的面板進行合理的縫合，這樣各部分就可以構成完成的服裝形態，借助相應的修改器還是對真實世界進行模擬，從而可以展示出具體的服裝形態。最后的一種方法是通過外部應用，導入有關的樣條線圖案，之后的步驟與第二種方法基本相同，借助不同的修改器對服裝進行模擬和組合，總之是對真實世界進行模擬，然后展示出服裝形態。下面將要介紹在其中會用到的幾種修改器。

Cloth 修改器所負責的是對布料的模擬，可以為角色創建出一衣服。Cloth 模擬是對服裝在真實世界中的一系列反應進行模擬，要想實現這一環節，需要完成布料模擬，然后選擇對象。

Garment Maker 模擬實際上模擬的是現實中的服裝制作的一些方法，通過對布片形狀進行裁剪，然后進行縫合，這種方式與現實中服裝制作相差無幾，需要注意的就是面板圖案。服裝的圖案通常會使用生活中不會經常遇到的一些類型，而通過Garment Maker模擬也可以幫助用戶實現簡單的樣條線設計，并將其以網絡的形式展現出來，然后對其進行縫合。

2.建模

角色建模主要是借助建模軟件，其中的多邊形工具又將發揮出重要的作用，在模型建立階段，需要對視野整體以及角色總的面數進行精準的實時計算，這樣才能盡可能維持面數不會超過最大的限制。若是存在一些非常復雜的環境，那么最理想的面數就是不超過800的數量，這是需要注意的。

3.動作設計

這其中需要注意的是，要引入中國風格，角色中需要具備中國主題，為了達到這樣的效果，角色的動作設計上也會借鑒傳統民族的一些舞蹈動作，角色工作主要是用character studio來進行動畫設計，這一組件中文可以被稱為角色工作室，是一種專門為角色建模設計出來的組件，其中為動畫設計提供全套工具。借助角色工作室，可以實現為角色建立起骨骼曾，然后對足跡的動畫進行創建，根據重心等參考因素，自動對角色的移動動作進行設計與制造，自由的動畫形式也可以用于其它角色，例如飛行角色以及游動角色，在制作動作這方面，出口了對角色整體的位置以及走路的動作進行制作，實際上跑步等每個動作都處于不斷循環的過程中，也就是說動作的起點與重點是一致的，處于同樣的角度與位置，這樣可以避免重復播放中出現跳格不順的狀態。

4.烘焙

主要是一些服裝模型是帶有紋理的，紋理烘焙就是要對模型每個面借助燈光的渲染效果，對場景進行渲染，同時將渲染后的圖進行平鋪，排列成相應的紋理，并將坐標生成出來。此坐標只是可以用于此模型，而紋理在生成后，會賦予到相應的模型上，在這種情況下，即便是沒有燈光，那么服裝模型本身也是會存在一定光影效果的，并可以實現具有非常高的真實感的面料效果。這種效果是非常強烈的，對于服裝設計而言，也是非常重要的一項優勢。烘焙可以讓紋理制造的工作得到簡化，讓紋理數量有所減少，同時光影效果會有所強化，對于一些大場景動畫，也能夠對環境起到進一步渲染的作用，場景的編輯也能得到相應的提速。要注意的是烘焙面數不需要太多。若是面數多，那么就會導致更多的圖形需要進行拼排。每個面在紋理中就會占據更小的面積。這就會導致紋理產生破裂，同時也會導致展示效果被影響，可以將物體一分為二，這樣就可以分別進行紋理烘焙。

5.與動作導出

創建好服裝以及角色需要的模型后，就可以將模型以及動作通過相應的插件向著Virtools引擎中導出，需要導出相應的格式，這樣才可以在Virtools引擎中實施交互設計，而在該系統中，角色交互比較復雜，服裝按照一定的類型進行導出，同時角色的舞蹈動作也需要進行導出，這樣就能夠借助交互控制，實現角色和動作導出的步驟。

三、交互平臺的設計與實現

1.能設計

通過該系統，用戶可以借助計算機實現虛擬場景交互，這種交互式實時性的，可以控制虛擬的角色，并對服裝也能進行實時更新，服裝展示還可以借助角色的舞蹈動作觀察更加全面，對服裝進行全方位展示，通過視景數據庫，用戶可以對服裝的各方面信息進行查詢。該系統的交互功能體現的主要在角色運動以及界面交互方面，而視覺展示等模塊也在其中發揮著重要的作用。

2.交互實現

首先就是角色運動方面，主要是先確定骨骼的運動，這樣可以在Virtools引擎中賦予相應的角色，添加一些用于控制的模塊，這樣就可以實現對角色運動的控制，用戶可以通過鍵盤來對角色的幾個動作進行簡單的控制與播放，借助一些模塊還可以實現角色始終保持處于地板位置上，不會漂浮起來。

然后就是視角展示

多視角展示是完全可以實現的，需要借助攝像機，在攝像機控制方面有一個非常重要的模塊，也就是Keyboard Camera Orbit交互模塊，該模塊可以對攝像機實現具體的控制，同時也集成很多參數。

最后就是碰撞測試，在碰撞模塊中，需要建立一份清單，上面主要是可能會造成碰撞的一些障礙物，然后需要制定出在某個場景中，碰撞的具體對象，在對象上就可以添加障礙物的屬性，而角色與建筑的碰撞則是需要利用包圍盒技術。

3.平臺優化

在碰撞處理中，會使用網格實例生成的手法。這種方式要想實現，需要建立二維網格，圖層數據庫中需要加入一個新的層，主要是負責碰撞處理，同時在網格的編輯過程中，需要繪制出包圍盒范圍，這樣才能進行碰撞處理，最后還需要設置相應的參數。為了讓運算速度得到有效提升，需要讓紋理貼圖有所減小，貼圖小則速度就會更快，同時若是在場景中，小貼圖比較多，也可以制作出大的貼圖，然后通過分割形成不同材質，這樣貼圖原本的品質不會受到影響，但是運算速度確實可以得到有效提升。

結語

總之，虛擬現實已經成為一種趨勢，不僅是在服裝設計領域，各行各業都需要順應這樣的趨勢，對以往的一些方法和理念進行革新，對于服裝設計來說，這樣既可以對設計師的設計工作進行優化，也能讓客戶用更加便捷的方式感受到服裝穿著的效果。

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