計(jì)算機(jī)輔助排樣在服裝設(shè)計(jì)裁剪中的應(yīng)用

徐立楠

摘 要：服裝業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要組成部分，有著巨大的市場(chǎng)空間，傳統(tǒng)的服裝手工排樣裁剪在長(zhǎng)期的應(yīng)用過程中出現(xiàn)了很多不合理的問題，因此提出了計(jì)算機(jī)輔助排樣方案。文章對(duì)該方案在服裝設(shè)計(jì)裁剪中的應(yīng)用問題進(jìn)行具體分析，希望能為以后服裝設(shè)計(jì)方面的工作提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助排樣；服裝設(shè)計(jì)；裁剪

21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，各種先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，在服裝行業(yè)也是如此，將計(jì)算機(jī)輔助排樣技術(shù)應(yīng)用在服裝設(shè)計(jì)中是一種新的突破，所謂排樣就是將多個(gè)不同的圖形在平面區(qū)域內(nèi)進(jìn)行布置，如何來布置以及布置的好壞都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的成本以及效率有一定影響，這就需要設(shè)計(jì)人員在工作的時(shí)候一定要足夠細(xì)心，足夠認(rèn)真。計(jì)算機(jī)輔助排樣的優(yōu)點(diǎn)有很多，例如：提高材料利用率、提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量以及縮短生產(chǎn)周期等，同時(shí)該系統(tǒng)還可以與一些先進(jìn)的輔助技術(shù)相結(jié)合，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及其他，這樣能夠進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，對(duì)以后的計(jì)算機(jī)生產(chǎn)管理有一定的作用[1]。本文對(duì)計(jì)算機(jī)輔助排樣在服裝設(shè)計(jì)裁剪中的應(yīng)用問題進(jìn)行具體分析，希望能為以后服裝設(shè)計(jì)方面的工作提供一些幫助。

1 計(jì)算機(jī)輔助排樣（CAN）在服裝設(shè)計(jì)裁剪中的應(yīng)用

1.1 服裝設(shè)計(jì)圖形輸入與處理

在微機(jī)上運(yùn)行的軟件系統(tǒng)，可以有Windows 95，Windows 98以及Windows 2000等，將計(jì)算機(jī)輔助排樣（Computer Aided Nesting，CAN）系統(tǒng)在這些軟件系統(tǒng)上運(yùn)行的時(shí)候，主要包括了以下幾個(gè)模塊：服裝設(shè)計(jì)圖形輸入、預(yù)處理、自動(dòng)排樣以及結(jié)果輸出等。具體的過程應(yīng)該是先將服裝的圖形及尺寸通過接口進(jìn)行輸入，可以通過CAD/CAN的方式。然后可以轉(zhuǎn)換為更加方便的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，確保能夠進(jìn)行一定的優(yōu)化，由于系統(tǒng)在進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算的時(shí)候?qū)Ψb面料用量較小，因此只能根據(jù)用戶的輸入方式來進(jìn)行排樣，將這些排樣的結(jié)果在屏幕上更好地顯示出來，在完成了自動(dòng)排樣之后用戶對(duì)結(jié)果不滿意的情況下，可以采用其他的方式來進(jìn)行計(jì)算，例如可以直接進(jìn)入到人機(jī)交互的整個(gè)過程中，通過這種人機(jī)對(duì)話的方式可以完成很多操作，如對(duì)服裝的平移、增加、刪除、旋轉(zhuǎn)等，這樣就能讓排樣的結(jié)果達(dá)到最佳的效果。最后再利用文件的形式將排樣結(jié)果進(jìn)行輸出，還要給出相應(yīng)面料的利用率將這些都通過打印機(jī)進(jìn)行輸出。對(duì)于服裝設(shè)計(jì)圖形處理方面，主要獲取排樣零件的選擇與圖形的信息，根據(jù)一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來完成信息庫(kù)，可以采用AutoCAD系統(tǒng)軟件進(jìn)行操作，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換起來更加容易，很多二維的圖形也可以利用AutoCAD來生成，或者可以借助掃描儀的方式來獲得，如果從專業(yè)的角度來獲得圖形信息，那么就可以不斷地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一。設(shè)計(jì)師在獲取服裝款式以及造型的時(shí)候，也可以充分借助各種工具，設(shè)計(jì)師可以先設(shè)計(jì)相應(yīng)的款式，然后再選擇與自己設(shè)計(jì)相符合的人體模特，根據(jù)模特試穿的效果來做出相應(yīng)的修改；設(shè)計(jì)師還可以將自己的想法先在電腦屏幕上表現(xiàn)出來，利用CAD來將設(shè)計(jì)的內(nèi)容放在電腦里保存，方便以后繼續(xù)使用，還可以充分利用已有的成果，真正實(shí)現(xiàn)將技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的效果[2]。

1.2 自動(dòng)排樣的類型

通過系統(tǒng)給出的窗口來對(duì)面料的長(zhǎng)度、寬度和排樣時(shí)間進(jìn)行說明，自動(dòng)排樣是希爾伯特為數(shù)學(xué)工作者提出的數(shù)學(xué)難題，其中最關(guān)鍵的就是對(duì)二維圖形進(jìn)行優(yōu)化排樣，所有數(shù)學(xué)者都在探索但是始終沒有找到正確的答案，從理論上可以對(duì)問題進(jìn)行解答，在其他領(lǐng)域例如沖壓、切割方面都已經(jīng)應(yīng)用了各種先進(jìn)技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在排樣問題中可以通過多種方式來進(jìn)行，人機(jī)交互法、矩形包絡(luò)法以及解析函數(shù)法等，這些算法都有或多或少的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)對(duì)其他方面的算法進(jìn)行研究，可以學(xué)到更多關(guān)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)，也能提出更多具有創(chuàng)新性的方案，進(jìn)行粗排的時(shí)候可以利用矩形包絡(luò)法，研究區(qū)域的時(shí)候可以進(jìn)行精排，這樣既提高了利用率，也能降低算法的復(fù)雜程度，主要包括精排和粗排的方式，粗排的方式是因?yàn)榉b圖形有著一定的復(fù)雜性與多樣性，給排樣帶來的計(jì)算量是很大的，嚴(yán)重的甚至影響到排樣效率。因此在進(jìn)行粗排的時(shí)候，應(yīng)該充分利用服裝輪廓的特點(diǎn)選擇面積比較小的，也就是最接近實(shí)際的服裝圖形來進(jìn)行排樣，再根據(jù)具體的方法對(duì)這些圖形進(jìn)行優(yōu)化，排樣完成后逐漸恢復(fù)原始的圖形。這樣不僅簡(jiǎn)化了排樣的模型，還能將復(fù)雜的問題進(jìn)行一定的簡(jiǎn)化。具體的方法如下：可以先求出服裝的包絡(luò)矩形，然后對(duì)某一時(shí)刻假設(shè)為排樣布局N，而下一代的矩形是D，當(dāng)排上D之后這時(shí)的布局就是N+1，如果選擇D的布局作為最終的評(píng)估函數(shù)，那么布局的原則就是最大的。在精排的時(shí)候費(fèi)時(shí)是最少的，并且排樣的效率也會(huì)比較高，能夠滿足服裝在設(shè)計(jì)時(shí)的整體需求，但是它還存在一些不足之處，排樣的結(jié)果不能達(dá)到最佳的狀態(tài)[3]。

如圖1所示，a圖是兩件服裝，b圖是粗排的結(jié)果，那么可以看出服裝2應(yīng)該再向服裝1左移一部分，但是利用率不如c圖，為了讓這一問題得到更好的解決，可以在粗排的基礎(chǔ)之上采取精排的方式，采用精確定位的形式讓圖形更加接近布局，這也是最好的一種辦法。利用該方法可以讓所占布料的面積最小，從實(shí)際應(yīng)用上來看，就是將兩個(gè)圖形轉(zhuǎn)化為更為接近的方法，但又不會(huì)出現(xiàn)互相干擾的情況，讓兩個(gè)圖形在理論上有交流的部分，可以采用運(yùn)算量較大的算法，如點(diǎn)陣判交法、聯(lián)立方程求交方法等。這些方法可以針對(duì)難度偏上的問題，如果是更為復(fù)雜的圖形就不能實(shí)現(xiàn)，而區(qū)域的概念就能解釋這一點(diǎn)。具體的解決辦法是：由于服裝會(huì)在面料上占一定的面積，因此能夠反映在計(jì)算機(jī)屏幕上的都是二維圖形的形式，通過對(duì)這些圖形區(qū)域建立關(guān)系的過程，來判斷圖形是否發(fā)生了干涉的情況或者是否有重疊的現(xiàn)象。任何的服裝圖形都是利用圓或者多邊形來組成的，而系統(tǒng)軟件也對(duì)圓與多邊形建立了函數(shù)，可以將一些基本的布爾運(yùn)算應(yīng)用到這些函數(shù)中，典型的布爾運(yùn)算有差、交、異或、與或等。根據(jù)這些就能夠得出各種各樣的圖形區(qū)域，在各個(gè)圖形區(qū)域建立完成之后，根據(jù)系統(tǒng)的提示可以創(chuàng)建一些服裝的組合區(qū)域，當(dāng)創(chuàng)建的區(qū)域?yàn)榭找簿褪荖ULL時(shí)，就說明這兩件服裝并沒有出現(xiàn)碰撞的現(xiàn)象，這樣就可以繼續(xù)沿著排樣方向來向已經(jīng)排樣的服裝進(jìn)行移動(dòng)，如果新區(qū)域是非空的話，表明服裝發(fā)生了碰撞就停止了移動(dòng)，然后可以進(jìn)行一定的調(diào)整。除了進(jìn)行自動(dòng)排樣之外，還可以進(jìn)行人工交互排樣，或者自動(dòng)排樣完成之后再進(jìn)一步提高面料的利用率。系統(tǒng)可以將人工交互排樣的過程表示出來，對(duì)服裝圖形進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，或者進(jìn)行其他的一系列操作，確保排樣結(jié)果達(dá)到最佳的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)圖形坐標(biāo)變換矩陣的效果。

1.3 計(jì)算結(jié)果的輸出

在進(jìn)行結(jié)果輸出的時(shí)候，可以輸出兩個(gè)部分的內(nèi)容，第一部分是面料利用率計(jì)算，第二部分是對(duì)圖形輸出的計(jì)算。前者面料利用率是排樣系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的指標(biāo)，通過計(jì)算面料利用率就能得到服裝的具體面積，同時(shí)在進(jìn)行排樣時(shí)，對(duì)哪種服裝選擇哪種排樣策略也有不同的要求，而面料利用率就能對(duì)這些問題做出一定指導(dǎo)，零件圖形的復(fù)雜性是很高的，在計(jì)算圖形面積時(shí)可以利用高等數(shù)學(xué)或者微積分的形式，這樣可以從一定程度上獲得相應(yīng)的知識(shí)。從實(shí)際的角度進(jìn)行分析，能夠看出服裝就是封閉輪廓構(gòu)成的，這些輪廓是將圓形、多邊形兩者相混合形成的。如果用戶對(duì)排樣結(jié)果沒有任何意見的情況下，就可以根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將零件的圖形信息進(jìn)行輸出，將這些內(nèi)容傳給CAM系統(tǒng)再利用圖形打印機(jī)進(jìn)行打印，也可以借助其他的功能，或者直接利用Windows進(jìn)行屏幕的拷貝[4]。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助排樣在服裝設(shè)計(jì)裁剪中的應(yīng)用進(jìn)行分析，可以看出，CAN系統(tǒng)能夠提高材料的利用率，產(chǎn)品的成本也得到了降低，越來越多的企業(yè)都應(yīng)用了這種系統(tǒng)，也說明該系統(tǒng)的市場(chǎng)是很大的，在縮短生產(chǎn)周期的同時(shí)，也能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化生產(chǎn)。利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的技術(shù)再結(jié)合設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，能夠讓服裝設(shè)計(jì)更加的科學(xué)化與現(xiàn)代化，未來我國(guó)服裝行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)越來越激烈，相信未來我國(guó)在該方面會(huì)取得更大的成就。

[參考文獻(xiàn)]

[1]董智佳.經(jīng)編無(wú)縫服裝的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[D].無(wú)錫：江南大學(xué)，2015.

[2]曾珊珊.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在高校服裝設(shè)計(jì)教學(xué)中的角色探索[J].電腦迷，2016（11）：184.

[3]金鵬，孫曄.服裝設(shè)計(jì)專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程中學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)[J].文教資料，2015（22）：164-166.

[4]金蕊，蘇軍強(qiáng).優(yōu)化服裝設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017（2）：194-196.