智能制板中樣板繪制方法的實(shí)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(tái)，采用幾何推理計(jì)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(dòng)程序自動(dòng)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(yàn)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(dòng)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(jì)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(duì)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(jiǎn)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(jì)，但大都是基于某種具有繪圖功能的開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。因此，本文選用較為成熟的AutoCAD作為開發(fā)平臺(tái)。

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(jì)將款式設(shè)計(jì)與樣板繪制分離，并未實(shí)現(xiàn)完全的智能制板。因此，本文將基于專家經(jīng)驗(yàn)，把結(jié)構(gòu)參數(shù)模型自動(dòng)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(jì)程序中，在程序化西裝領(lǐng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了不同款式西裝領(lǐng)的繪制，間接實(shí)現(xiàn)了款式設(shè)計(jì)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(jì)的概念

參數(shù)化設(shè)計(jì)，是通過關(guān)鍵參數(shù)的改動(dòng)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及改進(jìn)。[5]它是在尺寸驅(qū)動(dòng)、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(dòng)繪制相應(yīng)的圖形。[5，6，7]據(jù)統(tǒng)計(jì)，樣板的繪制約占整個(gè)設(shè)計(jì)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(biāo)樣板。因此，參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)可以減少制板時(shí)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(diǎn)是便于學(xué)習(xí)使用，便于建立交互界面，便于對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)AutoCAD中對(duì)象、方法、屬性的調(diào)用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，通過ADO技術(shù)來獲取、存儲(chǔ)、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(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊的制作。

2 西裝領(lǐng)參數(shù)化設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)象進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。

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(shí)現(xiàn)西裝領(lǐng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。

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(cè)模型。詳細(xì)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(jì)》一文。

詳細(xì)的智能參數(shù)化設(shè)計(jì)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(jì)》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(duì)坐標(biāo)確定相對(duì)點(diǎn)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(shí)的繪圖習(xí)慣及結(jié)構(gòu)要求，確定∠A3A5A7=90°，A5A17為后領(lǐng)弧長(zhǎng)度8.85cm。

2.2 西裝領(lǐng)數(shù)學(xué)模型的建立

對(duì)西裝領(lǐng)結(jié)構(gòu)建立笛卡爾坐標(biāo)系，以A1為絕對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)，建立西裝領(lǐng)輪廓數(shù)學(xué)模型，如表2所示。因?yàn)樵诰帉懗绦驎r(shí)，采用絕對(duì)坐標(biāo)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(duì)坐標(biāo)建立的絕對(duì)坐標(biāo)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(diǎn)坐標(biāo)，通過VBA語言編寫各坐標(biāo)點(diǎn)間的幾何拓?fù)潢P(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)西裝領(lǐng)的自動(dòng)繪制。各點(diǎn)間的約束關(guān)系，如表3所示。

3 系統(tǒng)驗(yàn)證

3.1 結(jié)果誤差對(duì)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(jì)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(diǎn)，將原型法繪制的西裝領(lǐng)（細(xì)實(shí)線）與參數(shù)化設(shè)計(jì)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(jì)系統(tǒng)繪制準(zhǔn)確率較高，可以廣泛應(yīng)用。

3.2 參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

基于結(jié)構(gòu)特征模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)程序，繪圖精度較高，并且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的自動(dòng)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(dòng)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(jìn)一步用深度學(xué)習(xí)算法模擬制板老師傅經(jīng)驗(yàn)，通過款式圖特征參數(shù)的識(shí)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)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(jì)程序提供輸入?yún)?shù)，進(jìn)而得到各種款式的西裝領(lǐng)，初步實(shí)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(gè)性化定制提供了一種研究方向。

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