基于3D虛擬仿真技術(shù)的服裝設計應用研究

陳國強，李倩倩

(江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心(江西服裝學院)，江西 南昌 330201)

基于3D虛擬仿真技術(shù)的服裝設計應用研究

陳國強，李倩倩

(江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心(江西服裝學院)，江西 南昌 330201)

服裝三維虛擬仿真技術(shù)解決了真人三維人體建模及不同系統(tǒng)軟硬件集成兩大技術(shù)關鍵，解決了遠程試衣的真實性問題，為設計師的快速時尚服裝設計提供了可視化設計手段，也為客戶的服裝定制預先提供了服裝著裝效果。

三維虛擬仿真；個性化；服裝設計

進入21世紀后，數(shù)字化技術(shù)已應用于社會生活的方方面面,紡織服裝行業(yè)也不例外，服裝數(shù)字化技術(shù)幾乎滲透到服裝行業(yè)的整個產(chǎn)業(yè)鏈。基于虛擬仿真技術(shù)的服裝設計將服裝展示與設計過程相結(jié)合，能有效優(yōu)化設計師的設計過程，并完善服裝設計效果。三維數(shù)字化技術(shù)隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，其在服裝設計行業(yè)的應用不斷深入，作為引領服裝行業(yè)前沿知識的高等院校，有責任將三維服裝數(shù)字化知識引入課堂，讓學生了解和掌握這一新技術(shù)，并能夠逐步掌握三維服裝數(shù)字化技術(shù)在實際設計中的應用[1]。

1 服裝三維虛擬仿真技術(shù)概述

隨著社會和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們越來越追求個性化的服裝設計。每個人的體態(tài)、膚色不同，審美觀念不同，所以個性化服裝設計和制作過程中，需要通過本人試衣來考察衣服穿在身上的效果。在網(wǎng)絡環(huán)境中，當顧客需要遠程定制服裝時，傳統(tǒng)的裁縫量體和現(xiàn)場試衣方法顯然已不可能實現(xiàn)，因此,面向真人的虛擬試衣成為現(xiàn)代服裝量身定制生產(chǎn)必須解決的技術(shù)問題。目前，瑞士日內(nèi)瓦大學和日本東洋紡株式會社開展的相關研究開發(fā)走在了世界的前列，分別代表了兩種虛擬服裝設計技術(shù)的方向。瑞士日內(nèi)瓦大學實驗室采用硬件技術(shù)創(chuàng)建了服裝設計和模擬的虛擬環(huán)境，開發(fā)了功能強大的機械式服裝仿真VLNET系統(tǒng)。它基于頭盔顯示器、耳機、數(shù)據(jù)手套等硬件，結(jié)合數(shù)據(jù)服裝軟件技術(shù),在計算機中建立了一個以視覺為主導，結(jié)合了聽覺與觸覺令人們具有真實生活體驗非常可信的虛擬世界。

當前，市場占有率較高且較為成熟的三維虛擬服裝試衣系統(tǒng)為美國格柏公司研發(fā)的V-Stitcher系統(tǒng)，它是基于三維人體建模與紡織面料模擬技術(shù)，用二維紙樣在虛擬三維模特身上縫合并模擬試穿的過程。著名的服裝企業(yè)，如Adidas等，都已經(jīng)采用V-Stitcher來減少產(chǎn)品生產(chǎn)周期，使設計工作流程化。國內(nèi)對于服裝虛擬化技術(shù)的研究還處于探索階段。以“試衣網(wǎng)”試衣間為例，它主要分為體型模式和搭配模式兩種。在體型模式下，消費者可以在6種體型中選擇相似體型；在搭配模式下，消費者可以選擇喜歡的服裝，點擊之后，服裝就會“穿在”模特身上，展示所選服裝的穿著效果[2]?；谌S真實人體測量數(shù)據(jù)，結(jié)合個人的體型、臉型、膚色、發(fā)型，重建真人人體模型，讓設計師和用戶能夠根據(jù)真人的體型、臉型和膚色等協(xié)同設計服裝。

2 應用現(xiàn)狀分析

2.1 應用價值體現(xiàn)

將服裝三維虛擬仿真技術(shù)與服裝結(jié)構(gòu)設計之間的關系創(chuàng)新綜合運用多軟件生態(tài)互聯(lián)，實現(xiàn)服裝結(jié)構(gòu)快速設計和服裝制作的便捷化和智能化。使用服裝三維虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)建3D虛擬人體，在此基礎上進行衣身、衣領、衣袖、褶裥等結(jié)構(gòu)設計，并在三維虛擬環(huán)境中快速實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計立體造型。完善三維服裝模擬與設計軟件在服裝制作方面的實踐經(jīng)驗，積累多種類型服裝結(jié)構(gòu)在三維虛擬試衣軟件的三維模擬的數(shù)據(jù)采集，然后綜合統(tǒng)計以上的優(yōu)劣勢，實現(xiàn)多類型服裝結(jié)構(gòu)的快速設計相應技術(shù)支撐研究。在服裝結(jié)構(gòu)設計過程中進行靈活的三維和二維的自由轉(zhuǎn)換，將平面難以表達的結(jié)構(gòu)設計通過電腦實現(xiàn)服裝各部位立體展示，進行系列產(chǎn)品的研發(fā)與設計[3]。

2.2 三維虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)點

三維虛擬系統(tǒng)軟件模擬與設計的魅力，在于它不需要耗費大量人力、物力、時間在工廠操作，通過服裝三維虛擬仿真技術(shù)在服裝結(jié)構(gòu)設計過程中進行靈活的三維和二維的自由轉(zhuǎn)換，將平面難以表達的結(jié)構(gòu)設計通過電腦實現(xiàn)服裝各部位立體展示[4]。而且，人們可以將其方便快捷地在計算機中進行安裝，甚至是隨身攜帶。服裝三維虛擬仿真技術(shù)最突出的優(yōu)點是無需實物制作或機械加工，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成虛擬服裝，乃至人體穿著效果，進行逼真實物展示及真實場景再現(xiàn)，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，三維虛擬打印技術(shù)的創(chuàng)新之處還有許多方面。它可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法制造出的外形，讓人們可以更有效地設計出顛覆傳統(tǒng)思維的創(chuàng)意服裝。另外，在具有良好設計概念和設計過程的情況下，服裝三維虛擬仿真技術(shù)還可以簡化生產(chǎn)制造過程，快速有效又廉價地生產(chǎn)出單個物品。

2.3 三維虛擬仿真技術(shù)存在的不足

三維虛擬試衣軟件可以將服裝制作得很精細，并模擬出較好的服裝穿著效果。但這樣的服裝也具有局限性，主要體現(xiàn)在三維測量時數(shù)據(jù)不準確，穿著對象需要只穿內(nèi)衣或者更換緊身內(nèi)衣進行三維人體測量，不太容易為被測量者所接受，無法采集到精準的人體各部位尺寸數(shù)據(jù)，難以制作出與設計對象完全吻合的人體模型，從而也失去了原本希望借服裝三維虛擬仿真技術(shù)進行服裝虛擬展示的意義[5]。

服裝三維虛擬仿真技術(shù)的真實空間感和對二維紙樣的實時轉(zhuǎn)換能夠給設計師很大幫助，但三維數(shù)字化設計的實現(xiàn)非常困難，目前技術(shù)只能實現(xiàn)簡單款式或?qū)σ延性O計的簡單修改，無法進行較為夸張的創(chuàng)意服裝的穿著效果展示。

在訂貨會虛擬展示和訂制服裝領域，服裝三維虛擬仿真技術(shù)能讓服裝快速呈現(xiàn)視覺效果，并節(jié)省人力與制作時間的成本。但這樣服裝結(jié)構(gòu)快速設計，不僅僅是軟件的應用，更應該是軟硬件結(jié)合，是從二維到三維的一體化解決應用[6]。如果不能快速完成整個一體化流程，也就失去了原本希望借3D打印節(jié)省成本的意義。

3 服裝三維虛擬仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著智能制造、控制技術(shù)、材料技術(shù)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展和提升，這些技術(shù)也被廣泛地綜合應用于制造工業(yè)，服裝三維虛擬仿真技術(shù)也將會被推向一個更加廣闊的發(fā)展平臺。未來服裝三維虛擬仿真技術(shù)的應用將更為普遍。

3.1 人體測量及服裝號型修訂的智能化

目前，世界上有多家生產(chǎn)三維人體掃描儀的廠家，如美國的TC2、日本的Space Vision、法國的TELMAT和德國的VITRONIC等，可以為企業(yè)提供掃描儀硬件的同時也提供相應的軟件，用于提取人體尺寸、皮膚顏色等。隨著三維人體測量設備價格的降低及技術(shù)的完善，三維人體掃描儀從最初的體積龐大、價格昂貴變成了現(xiàn)在的體積小、價格較低的儀器，很多企業(yè)特別是批量定制類企業(yè)，都逐漸使用三維無接觸測量技術(shù)，三維人體掃描已具備了進入大中型服裝企業(yè)的條件。

3.2 服裝虛擬展示的便捷化

三維虛擬試衣軟件系統(tǒng)能夠制作三維虛擬服裝，利用三維虛擬軟件將服裝、鞋子等產(chǎn)品制作成三維虛擬模型，進行產(chǎn)品虛擬展示，其應用范圍包括產(chǎn)品訂貨會的產(chǎn)品展示及產(chǎn)品開發(fā)中的虛擬樣衣展示[7]。虛擬360°的展示服裝三維空間感，非常便捷的輔助展示印花和圖案拼接等效果，模擬樣衣制作過程，極大地縮短了服裝的設計時間。

很多三維虛擬軟件在制作服裝后，為了達到完美逼真的仿真效果，設計者往往需要將服裝文件導入專業(yè)的渲染軟件中進行渲染，再輸出最終效果。三維虛擬試衣系統(tǒng)制作的三維服裝可以快速直接的使用Octane軟件進行渲染，輸出質(zhì)量最佳的圖片。

3.3 服裝定制的普遍化

三維數(shù)字化技術(shù)可以完整地應用于服裝量體定制的各個流程，包括人體測量、版型修改、樣衣試穿和服裝制作等過程。特別是服裝三維虛擬仿真技術(shù)可以用于服裝版型修改和樣衣的虛擬試衣，量身定做服裝具有廣闊的前景[8]。此外，三維數(shù)字化服裝也可以通過企業(yè)的線上網(wǎng)站，在互聯(lián)網(wǎng)上按照自己的偏好進行款式、顏色的選擇，通過多角度的觀看定制效果來進行款式定制。

4 結(jié)語

近年來，隨著三維數(shù)字化技術(shù)在企業(yè)中的廣泛應用，服裝企業(yè)和系統(tǒng)供應商逐漸意識到三維數(shù)字化技術(shù)不僅僅是軟件的應用，更應該是軟硬件結(jié)合，從二維到三維的一體化解決應用。目前，很多三維數(shù)字化系統(tǒng)供應商已經(jīng)提出了服裝企業(yè)應用的一體化解決方案。未來的服裝將朝舒適、健康的方向發(fā)展，以展現(xiàn)經(jīng)濟性、舒適性和功能性的特色。三維虛擬仿真技術(shù)的研發(fā)應用，將使服裝更符合人體工程學，個性化、定制化設計也更趨合理。在未來服裝市場中，三維虛擬仿真技術(shù)將具有更為廣闊的市場推廣價值。

[1] 于佐君,潘 力,王 軍.基于數(shù)字化技術(shù)的服裝人才培養(yǎng)教學體系研究[J].紡織導報,2016,(9):116-118.

[2] 曾雪波.虛擬服裝個性化動態(tài)展示[D].上海：上海工程技術(shù)大學,2015.

[3] 王 棟.數(shù)字化技術(shù)在立體裁剪課程教學中的應用[J].中國培訓,2016,(4):44.

[4] 梁惠娥,張守用.虛擬三維服裝展示技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].紡織導報,2015,(3):72-73.

[5] 陳桂林.數(shù)字化服裝設計：三維模擬試衣技術(shù)[M].北京：中國紡織出版社,2012.

[6] 盧 丹.基于人體模型驅(qū)動的三維服裝生成技術(shù)研究[D].上海：東華大學,2014.

[7] 朱廣舟.數(shù)字化服裝設計：三維人體建模與虛擬縫合試衣技術(shù)[M].北京：中國紡織出版社,2014.

[8] 李 平.三維服裝數(shù)字化技術(shù)的運用與前景[J].藝術(shù)科技,2015,(10):109.

ApplicationResearchonCostumeDesignBasedon3DVirtualSimulationTechnology

CHEN Guo-qiang，LI Qian-qian

(Jiangxi Center for Modern Apparel Engineering and Technology, Jiangxi Institute of Fashion Technology, Nanchang 330201, China)

The 3D virtual simulation technology solved two key technologies of the real 3D human body modeling and different system soft hardware integration, and the authenticity problem of remote fitting also could be solved. The technology provided a visual design method for fast fashion clothing design of designers, and provided clothing dressing effect for customers in advance.

3D virtual simulation; individuation; clothing design

TS941.1

A

1673-0356(2017)09-0049-02

2017-07-12

全國紡織服裝信息化教學研究課題(ZWH-17002)；中國紡織工業(yè)聯(lián)合會高等教育教學改革項目(2017BKJGLX09)

陳國強(1985-)，男，山東濰坊人，講師，碩士，主要研究方向為服裝數(shù)字化技術(shù)、服裝設計與服飾文化，E-mail：ch-guoqiang@163.com。