虛擬現(xiàn)實技術(shù)在服裝設(shè)計與工業(yè)制版中的應(yīng)用與研究

李奕霖，李 正

（蘇州大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州 215000）

1 技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Virtual Reality)是基于計算機圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計學(xué)、控制學(xué)、事實分布系統(tǒng)及多媒體技術(shù)的一項多學(xué)科交叉融合的技術(shù)，通過顯示器與感知器，利用計算機的圖形系統(tǒng)與設(shè)備連接，將計算機圖形系統(tǒng)與各類輸出設(shè)備結(jié)合，轉(zhuǎn)化與創(chuàng)建一個仿真的虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將計算機圖形系統(tǒng)生成的圖像進行轉(zhuǎn)化，使用戶沉浸在三維立體環(huán)境中。虛擬模擬的環(huán)境可根據(jù)用戶需求進行實時調(diào)整。它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，使用戶沉浸到該環(huán)境中，但是這種虛擬模擬的環(huán)境是區(qū)別于現(xiàn)實世界的，是通過三維模型表現(xiàn)出來的。[1-3]

2 表現(xiàn)特征

2.1 浸入性

浸入性是虛擬現(xiàn)實技術(shù)顯著的特征之一，依托計算機作為物質(zhì)載體，在服裝的設(shè)計過程中，可以對設(shè)計結(jié)果與過程進行全方位的觀察，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與多媒體有所區(qū)別，更區(qū)別于傳統(tǒng)手繪效果圖。

傳統(tǒng)的手繪效果圖作為設(shè)計表現(xiàn)形式時，需要根據(jù)設(shè)計的效果進行制版并設(shè)計樣衣，但是在試制樣衣的過程中需要反復(fù)調(diào)整，經(jīng)過多次實驗后才可以看到最后的設(shè)計成品。這樣的方法會耗費大量的精力物力，效果并不理想。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對設(shè)計的對象進行放大、縮小、角度調(diào)整、裁剪等操作。[4]在制板過程中，可以全方位不同視角地觀察設(shè)計對象，并對其進行調(diào)整與改變，將設(shè)計作品直接與平面作品和立體效果圖進行對比，不斷對設(shè)計成果進行修改，極大地提高了設(shè)計精度與設(shè)計效率。

2.2 多感知性

在基于平面設(shè)計的視覺感知效果外，虛擬仿真技術(shù)可以通過各類輸出設(shè)備對服裝面料進行聽覺、觸覺、力覺等多方面的效果感知。利用數(shù)字化的模擬技術(shù)，以織物和面料的組織結(jié)構(gòu)進行交互模擬，在設(shè)計時考慮不同面料的特殊物理性質(zhì)，例如柔軟性與懸垂性等。研究面料仿真的方法通常分為：幾何建模、物理建模、混合性建模。通過建模及設(shè)置面料庫等方式，在虛擬模擬設(shè)計中可以對各種布料與材料進行仿真，可以結(jié)合面料庫中的面料、圖案、色彩、質(zhì)地等因素，對所設(shè)計出來的服裝進行觸感模擬與視覺模擬。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)展現(xiàn)服裝的拉伸、彎曲等力學(xué)特征以及褶皺、省道等結(jié)構(gòu)因素，有利于對服裝的外觀影響進行分析與改進。

2.3 真實性

用戶通過各類輸出設(shè)備，例如連接計算機的頭盔、手套等，真實感受出虛擬模擬創(chuàng)造出來的世界，并且真實反映出用戶對虛擬模擬環(huán)境內(nèi)創(chuàng)造出來的物體的可操作程度，真實感受到三維空間，并且在該空間內(nèi)可以將二維效果圖轉(zhuǎn)化為三維圖形的可操作性界面。

3 在服裝工業(yè)制版中的應(yīng)用

3.1 三維可視縫合技術(shù)

虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)可以直接將二維的平面服裝樣板轉(zhuǎn)化為實際可操作的三維服裝模型，這項技術(shù)也被稱為三維可視縫合技術(shù)。在樣衣設(shè)計制作環(huán)節(jié)，可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬的環(huán)境下將二維的平面樣板假縫，并且將樣衣穿戴在模特身上完成樣板試衣環(huán)節(jié)。

3.2 原型剝離技術(shù)

三維服裝轉(zhuǎn)化為二維平面樣板的應(yīng)用與上述轉(zhuǎn)換過程恰恰相反，是將在三維模特身上的樣衣完全剝離下來，形成平面二維樣衣，并且可以在二維樣衣的基礎(chǔ)上更改款式。再將這些二維的樣板作為基礎(chǔ)原型，應(yīng)用于排版、推板、排料等一系列實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。

4 三維非接觸式的人體測量應(yīng)用

4.1 服裝虛擬上身試衣

服裝的虛擬上身試衣是指通過掃描試衣人體，獲得人體三維數(shù)據(jù)，在獲得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立三維人體模型數(shù)據(jù)庫，通過模擬系統(tǒng)再現(xiàn)“真人”。利用虛擬模擬軟件將所模擬服裝的色彩、面料、款式等數(shù)據(jù)建立三維服裝模型，并將模型導(dǎo)入到試衣人體模型，將服裝與人體模型結(jié)合，從而實現(xiàn)與現(xiàn)實人體相匹配的“試衣模特”。通過與試衣人體模特的配伍，達到服裝上身的整體效果，并且可以模擬人體在各個場景下動態(tài)的服裝效果，預(yù)覽實際的穿著效果。

4.2 服裝虛擬立體設(shè)計

服裝的虛擬立體設(shè)計可以通過虛擬試衣系統(tǒng)，在“試衣模特”上直接將不合適的衣片進行修改，系統(tǒng)可以將修改過后的衣片通過軟件進行假縫，也可以配合軟件將三維的模型轉(zhuǎn)化為二維平面服裝的樣版。

試衣系統(tǒng)不僅限于靜態(tài)下的模擬系統(tǒng)，更多要考慮人體著裝后在各種運動中的服裝效果，在經(jīng)過人體掃描后可通過各種數(shù)據(jù)進行重構(gòu)，精確地模擬出人體的動態(tài)效果，快速推算出服裝的受力與褶皺等物理方面的變化，真正模擬出實際著裝的環(huán)境效果。

5 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)給服裝設(shè)計帶來的巨大的變化，使專業(yè)的服裝設(shè)計師不再局限于單一的手繪表現(xiàn)形式來進行設(shè)計，借助計算機將設(shè)計、制版、樣衣制作、樣衣調(diào)整、上身效果等一系列的過程快速、精確、逼真地進行模擬，極大提高了設(shè)計師的工作效率。虛擬現(xiàn)實技術(shù)使得傳統(tǒng)服裝行業(yè)擺脫了表現(xiàn)方式上的局限，實現(xiàn)了二維設(shè)計到三維服裝再到真實產(chǎn)品的過渡。因此，虛擬現(xiàn)實模擬技術(shù)在服裝設(shè)計與工業(yè)制版的前景十分廣闊。