智能制板中樣板繪制方法的實現(xiàn)

姚好?謝紅?顧語秋

摘 要：為了提高制板效率，以西裝領(lǐng)為例，以AutoCAD為開發(fā)平臺，采用幾何推理計算、數(shù)學(xué)模型程序化的方法，通過關(guān)鍵參數(shù)的輸入，驅(qū)動程序自動繪制西裝領(lǐng)樣板。

關(guān)鍵詞：AutoCAD;參數(shù)化;智能制板;西裝領(lǐng)

目前，制板技術(shù)主要為三種，最早是手繪樣板，這要求制板師經(jīng)驗豐富，有些老師傅甚至可以根據(jù)款式圖繪制出適體的樣板;后兩種是參數(shù)化制板和3D轉(zhuǎn)2D：參數(shù)化制板是通過輸入關(guān)鍵參數(shù)自動生成樣板的技術(shù);3D轉(zhuǎn)2D是將立體的服裝模型展平成二維樣板，類似于立裁。[1]這兩種方法在我國于20世紀90年代末提出、應(yīng)用，3D轉(zhuǎn)2D的方法因涉及空間幾何學(xué)、力學(xué)等學(xué)科，應(yīng)用起來較為復(fù)雜，并且誤差相對較大。[2，3，4]而參數(shù)化制板只涉及解析幾何學(xué)，因此較為簡單，發(fā)展較快。雖然這二十年間不斷有人提出不同的參數(shù)化設(shè)計，但大都是基于某種具有繪圖功能的開發(fā)平臺進行設(shè)計的。因此，本文選用較為成熟的AutoCAD作為開發(fā)平臺。

雖然參數(shù)化制板出現(xiàn)較早，技術(shù)較成熟，但大多數(shù)參數(shù)化設(shè)計將款式設(shè)計與樣板繪制分離，并未實現(xiàn)完全的智能制板。因此，本文將基于專家經(jīng)驗，把結(jié)構(gòu)參數(shù)模型自動獲取的款式特征參數(shù)與結(jié)構(gòu)特征參數(shù)輸入?yún)?shù)化設(shè)計程序中，在程序化西裝領(lǐng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了不同款式西裝領(lǐng)的繪制，間接實現(xiàn)了款式設(shè)計與樣板制作相互聯(lián)系的智能繪板，為模仿老師傅制板提供了一種方法。

1 開發(fā)技術(shù)及開發(fā)方法的確定

1.1 參數(shù)化設(shè)計的概念

參數(shù)化設(shè)計，是通過關(guān)鍵參數(shù)的改動驅(qū)動產(chǎn)品的設(shè)計及改進。[5]它是在尺寸驅(qū)動、幾何約束等方法上建立的。即在幾何約束關(guān)系模型的基礎(chǔ)上輸入不同的尺寸，自動繪制相應(yīng)的圖形。[5，6，7]據(jù)統(tǒng)計，樣板的繪制約占整個設(shè)計流程的70%～90%，[8]這無疑增加了服裝制作的成本。而觀察每年的流行款式，大多是在以前的基礎(chǔ)上稍作修改，由于服裝結(jié)構(gòu)線之間的關(guān)聯(lián)性，制板師需要做很多重復(fù)工作來獲得目標樣板。因此，參數(shù)化設(shè)計的實現(xiàn)可以減少制板時間，節(jié)約成本。

1.2 開發(fā)技術(shù)與方法的確定

AutoCAD的二次開發(fā)工具主要有ObjectARX、VBA、Visual LISP等。[5]較另外兩種工具，VBA的優(yōu)點是便于學(xué)習(xí)使用，便于建立交互界面，便于對數(shù)據(jù)庫的編輯及調(diào)用。因此，本文選用VBA作為開發(fā)工具。

在VBA的編程環(huán)境中，通過ActiveX Automation技術(shù)建立與AutoCAD的聯(lián)系，實現(xiàn)對AutoCAD中對象、方法、屬性的調(diào)用，進一步實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計。同時，通過ADO技術(shù)來獲取、存儲、修改Access數(shù)據(jù)庫的各參數(shù)屬性，間接將AutoCAD與數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計模塊的制作。

2 西裝領(lǐng)參數(shù)化設(shè)計流程

每年服裝款式變化層出不窮，但大多是不同零部件的組合，因此，從零部件的參數(shù)化設(shè)計出發(fā)，有利于減少后期具體服裝款式的結(jié)構(gòu)繪制。本文選用衣領(lǐng)中的西裝領(lǐng)作為研究對象進行參數(shù)化設(shè)計。

與以往基于原型法獲取參數(shù)模型的方法不同，本文基于結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型獲取結(jié)構(gòu)圖輪廓參數(shù)作為交互窗口的輸入?yún)?shù)，并在西裝領(lǐng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)西裝領(lǐng)的參數(shù)化設(shè)計。

結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型即通過BP算法建立款式特征參數(shù)與結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的預(yù)測模型。詳細信息可見《服裝智能制板中的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型設(shè)計》一文。

詳細的智能參數(shù)化設(shè)計流程如圖1所示，本文主要講述參數(shù)化繪圖部分。

2.1 參數(shù)的確定

在《服裝智能制板中的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型設(shè)計》一文中我們通過2D款式圖垂直投影及采寸比等信息，獲得了款式圖特征參數(shù)，即n（A3 A4）、c（A9 A15）、a、b（A13A15）、d（A11A15）、θ、α、g（A9 A10）（如圖2所示）。結(jié)構(gòu)特征參數(shù)是通過420款原型法繪制的西裝領(lǐng)，量取獲得的，部分參數(shù)具體確定過程如表1所示，由于西裝領(lǐng)輪廓幾乎沒有水平垂直的線條，本文選用相對坐標確定相對點的位置。最終確定的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)為∠A1、∠A1'、A1 A14、A6 A7、A6 A8、∠A14、A14 A13。

注釋：

第一，A13A15=b，因此A14A15=A14A13+b。

第二，由款式圖參數(shù)可知，A15A9=c，A15A10=，A13A11=b+d。

第三，由平時的繪圖習(xí)慣及結(jié)構(gòu)要求，確定∠A3A5A7=90°，A5A17為后領(lǐng)弧長度8.85cm。

2.2 西裝領(lǐng)數(shù)學(xué)模型的建立

對西裝領(lǐng)結(jié)構(gòu)建立笛卡爾坐標系，以A1為絕對坐標原點，建立西裝領(lǐng)輪廓數(shù)學(xué)模型，如表2所示。因為在編寫程序時，采用絕對坐標更加方便，所以此數(shù)學(xué)模型是基于結(jié)構(gòu)特征參數(shù)確定過程中的相對坐標建立的絕對坐標的模型。

2.3 數(shù)學(xué)模型程序化

基于上述的數(shù)學(xué)模型，已知西裝領(lǐng)輪廓上各點坐標，通過VBA語言編寫各坐標點間的幾何拓撲關(guān)系，最終實現(xiàn)西裝領(lǐng)的自動繪制。各點間的約束關(guān)系，如表3所示。

3 系統(tǒng)驗證

3.1 結(jié)果誤差對比

通過結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型獲得3組結(jié)構(gòu)參數(shù)，將這些參數(shù)輸入?yún)?shù)化設(shè)計系統(tǒng)中，獲得西裝領(lǐng)結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，以A3為基點，將原型法繪制的西裝領(lǐng)（細實線）與參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)繪制的西裝領(lǐng)（粗虛線）重合，可以看出這兩種方法繪制的誤差很小。因此，此參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)繪制準確率較高，可以廣泛應(yīng)用。

3.2 參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

基于結(jié)構(gòu)特征模型的參數(shù)化設(shè)計程序，繪圖精度較高，并且在一定程度上實現(xiàn)了參數(shù)的自動獲取。但系統(tǒng)內(nèi)智能化部分的欠缺，需要人為獲得款式特征參數(shù)，并不能像一些深度學(xué)習(xí)算法可以自動學(xué)習(xí)圖形特征。而傳統(tǒng)的制板師可以根據(jù)款式圖制出適體的服裝樣板，此系統(tǒng)可以進一步用深度學(xué)習(xí)算法模擬制板老師傅經(jīng)驗，通過款式圖特征參數(shù)的識別，獲取款式特征參數(shù)，再結(jié)合結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型，獲取結(jié)構(gòu)參數(shù)，進而實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計的完全智能化。

4 結(jié)語

本文基于結(jié)構(gòu)特征參數(shù)模型，通過款式特征參數(shù)得到結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，為參數(shù)化設(shè)計程序提供輸入?yún)?shù)，進而得到各種款式的西裝領(lǐng)，初步實現(xiàn)了西裝領(lǐng)的智能化繪圖。在一定程度上，提高了制版效率，降低制衣成本，為快速個性化定制提供了一種研究方向。

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