基于PGM的三維人體試衣系統設計

余偉朝，馬巧梅，申連雄

（1.寶雞文理學院 計算機學院，陜西 寶雞 721016；2.榆林廣播電視臺，陜西 榆林 719000）

隨著自動化技術的快速發展，三維人體虛擬試衣系統逐漸受到年輕人的青睞[1]。服裝設計和試衣系統其實是緊密相連的[2]，服裝設計是虛擬試衣系統的前提，虛擬試衣系統是服裝設計的驗證[3]。為了滿足顧客對服裝的個性化設計需求，近幾年，基于自動化技術的三維虛擬試衣系統逐漸應用于商場或者高級服裝店[4-5]。

三維人體虛擬試衣系統是一種將人體、工程、環境科學相結合開發系統[6]，主要以“標準體重的體型-西裝標準設計-實踐試衣應用”作為契機，重點包括以下部分：標準穿衣的舒適性、試穿的合體性與特殊群體的體型。只有以標準體型的三維測量參數[7]作為研究要素，根據標準人體的穿衣特征，對相關人群的穿衣結構進行合理設計，最終制成的服裝才會更加符合標準人體各部位尺寸的特征[8]，同時在試衣系統中展現出令人滿意的試衣效果。

1 基于PGM的三維人體試衣系統

PGM三維虛擬人體試衣系統是將試衣功能和打版修版放在同一個界面操作，PGM即電腦CAD系統，取自英文打版（Pattern Making）、推檔（Grading）、排料（Marking）3個單詞的首字母。系統開發人員將已設置好的衣服組成部分拖到虛擬標準人體上，再借助模擬縫合工具，將這些衣服組成部分制作成三維立體服裝，最后穿在人體模特身上，便于用戶查看試衣效果，再根據用戶對試衣的反饋意見，有針對性地修剪服裝的某些片段，進一步查看用戶試衣的最終效果，進而給服裝設計制作提供一定的參考。同時，其他方面也可以稍作修改，即對標準人體模型3個維度的尺寸進行適當縮放和360°的旋轉，以便從不同維度和視覺查看用戶的試衣效果。除此之外，可以運用隱藏工具將人體遮擋起來，這樣便可對服裝各個組成部分的細節進行合理的調整。該系統用光標進行縫線，根據實際需要添加或者修改縫線，修改以后，便可以形成新的紙樣模板，也就是新尺寸的服裝，最后在試衣系統中再次查看標準體型用戶的試衣效果。

2 身高體重相同女性的三維模擬試衣

2.1 身高體重相同模特的建立

打開基于PGM技術的虛擬人體試衣系統，將身高體重相同的標準人體的三維特征數據載入人體模特。圖1第一個人的體型上半身與下半身比例相對協調，試衣效果相對勻稱。

圖1 身高體重相同的模特

2.2 編輯衣片及系統試穿

第一步：根據二維服裝設計圖形以及單排3個扣子女西服衣片紙樣的結構，結合衣服的標準體尺寸160/84A，對西服結構進行合理裁剪，并運用系統的裁剪工具對衣服的紙板進行分割，最終形成二維衣服樣片。

第二步：在紙樣窗口的工具欄設置每個衣服樣片的數量和名稱。西服前身部分與后身部分需要前后擺放在窗口，而衣服袖子部分和衣身部分則應該垂直擺放在窗口，需要注意的是，衣服袖子的后袖在上、前袖在下，再將各個衣片放在二維制板窗口中擺放整齊。

在3D試衣系統中，衣服的各個組成部分需通過“位置”工具擺放合理，并使西服各個衣片的位置與系統中的虛擬人體合理重疊在一起。但是，因為服裝的每個片段都包裹在虛擬人體上，所以服裝的各個部分不會是直的，需要選擇一個圓筒工具，根據衣片在人體上的包圍情況和衣片的寬窄程度決定其彎曲程度，點擊“同步”，更新衣片，查看試衣結果。通過點擊衣片對其進行旋轉，讓衣片與人體更契合，然后從不同的角度查看衣片位置是否正確。

第三步：單擊3D虛擬人體的縫線工具以及由點到點連線進行縫線，這里需對點到點的連線進行順時針點擊。若縫制時，衣服各個部分的輪廓線上沒有碼點，無法對距離進行定位時，就要按照較短的輪廓線進行縫制；點擊窗口中的縫線工具，單擊紐扣，然后在空白處右擊，即可成功縫制紐扣。女性服裝的門襟通常是右上左下，這里可以先點擊縫制紐扣的地方，再點擊系統中對稱方向的“同步”按鈕，就可以將門襟上、下衣片更換過來。

第四步：點擊旋轉虛擬人體模型的按鈕，就可以查看是否有衣服不平整、是否會出現縫線交叉的情況，若所有衣片位置都放置合理，點擊“模擬懸垂性”按鈕，衣服各個組成部分將自動縫合。

第五步：給虛擬人體模型著裝后，全方位旋轉并觀察衣片在每個維度的效果和合體程度。

第六步：從前、后、左和右4個維度對虛擬人體模型進行截圖并保存文檔。

試衣人體的服裝如圖2所示。

圖2 試衣人體的服裝

3 標準女性試穿效果

通過上述虛擬人體進行制衣、縫衣后，現進行試衣效果的檢驗。

3.1 試穿步驟及試衣效果

將以前給身高體重相同的女性縫制的衣服樣片打開，然后在系統的三維界面將各個衣片用縫制工具縫合在一起，并將縫制的服裝穿在人體模型上，穿著效果如圖3所示，從著裝上來看，比較合體。

圖3 試穿效果

3.2 試衣結果弊病分析

如果將標準體型女性樣板穿在微胖女性身上，就會出現下列問題：

（1）衣服胸前比較緊，且胸的左右兩側也不平整（圖4）。

圖4 胸前效果

（2）虛擬人體腹部會略微凸起，后背的門襟稍微有些豁開（圖5）。

圖5 腹部效果

（3）衣服前擺會上翹，后衣卻較長，而且下擺不平（圖6）。

圖6 下擺效果

（4）背后的衣服在腰部以上出現了橫向褶皺現象（圖7）。

圖7 腰部效果

經過深入分析，造成這些問題的主要原因有以下5點：

（1）微胖體女性通常胸圍較大，穿著標準女西服時，胸前部分不是特別凸起，胸前部分的寬度太小，進而使衣服的胸前緊繃，胸的側面容易起褶。

（2）微胖體女性腹圍較大，穿著標準女西服時，腹部圍度不足，導致腹部緊繃。

（3）微胖體女性體型較厚，胸圍、腰圍、腹圍、中臀圍都較大，穿在女性模擬試衣后發現不是很寬松，而是比較緊繃，且前側門襟繃緊。

（4）微胖體女性胸部、腹部過大，會將前衣片頂起，而前衣長度不夠，使前擺上提，西服下擺不平。

（5）此次設計由于沒有考慮到衣服的中臀圍尺寸應該大點，下擺圍度的尺寸又設計得過小，結果造成腹部緊繃，后背腰線以下設計得太緊。

4 改進措施

通過觀察微胖體女性穿著標準體西服的三維試衣效果，然后與影響服裝設計的主要因子相結合，本研究進一步分析了設計服裝時需要考慮的因素，總結出如下改進措施，進而使微胖體女性服裝的結構設計更加合體，穿上會更加合身。

（1）由于微胖體女性的體型比較特殊，肩膀比較寬而厚，且胸部比較隆起，腹部也比較凸起，服裝前面的衣片有些翹，此時，應根據微胖型人體的體型變化特征，進一步對服裝的組成部分進行調整，比如水平和垂直的尺寸。

（2）對于不胖不瘦的標準體型女性而言，她們的服裝胸前應該凸起的部分小于3 cm，但對于微胖體女性而言，因為胸部較高、較厚，對應胸凸量的取值就會增大。

（3）微胖體女性的腹部有明顯的凸起部分，且腰圍較大，與標準體女性有很大區別，原來腰省的尺寸無法滿足她們的體型需求，由此應調整標準體女性服裝前后腰省的尺寸。

（4）由于微胖體女性前后部位較厚，袖窿的寬度也比標準體女性大，根據AH/4+4.7公式計算，袖窿弧線長度和袖山高也增加，但也存在以下問題：袖山高增大的同時袖肥必須減小，否則會與標準體女性的較大臂圍相互矛盾，因此，應以袖窿弧線的長度為基準線，對袖窿進行適當調整。

5 結語

本研究利用PMG三維虛擬人體試衣系統繪制標準體女性服裝的紙樣，并在系統的3D窗口中模擬試穿，然后對比穿著同樣尺寸女性服裝的微胖體女性與同身高的標準體女性的試衣效果，并對他們著裝后的試衣弊病進行對比分析，結合微胖體女性的體征研究影響制衣的關鍵因子，最后提出在標準體女性服裝設計的基礎上，改進相關方面的設置，合理調整微胖體女性的著裝，使微胖體女性著裝更加合體。