斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

陳 咪，葉勤文，張皋鵬

(四川大學 輕工科學與工程學院，四川 成都 610065)

斜裁是指采用織物經(jīng)向與服裝下垂線產(chǎn)生夾角的裁剪方法，利用織物斜向的延伸性等性能變化，面料的經(jīng)緯絲綹夾角斜向作為服裝的懸垂方向，使服裝能夠自然、服帖地包裹著人的身體，體現(xiàn)女性優(yōu)美的曲線，同時也給人體運動留有足夠的松量與空間[1]。斜裁中的不對稱斜向分割技術(shù)，能使服裝外觀造型飄逸流暢，產(chǎn)生一種近似螺旋形的視覺效果。最能突出斜裁優(yōu)勢特點的是裙裝，裙擺形成的波浪分布均勻，波谷對稱，并隨穿著人體的肢體動作呈現(xiàn)波浪的浮動效果[2]。

斜裁服裝紙樣大都是單件繪制，在放碼過程中一般依據(jù)規(guī)格尺寸進行裙裝各部位尺寸的聯(lián)動放碼，不能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)條件下個性化定制服裝的需求。另外，當斜裁紙樣繪制完成后，如果要重新調(diào)整斜裁角度和斜裁片數(shù)，則需要重新繪制紙樣，從而增加了工作量，降低了工作效率。

本文根據(jù)裙裝原型制版的基本原理，利用AutoCAD參數(shù)化制圖的功能[3]，構(gòu)建斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型，并通過虛擬試衣系統(tǒng)CLO3D對該模型的合體性進行驗證。斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型，在實際應用中可通過指定相對獨立的腰圍、臀圍和裙長等關鍵尺寸自動生成個性化斜裁裙紙樣[4]；斜裁裙裝結(jié)構(gòu)模型的建立將大幅度減少斜裁裙紙樣設計和繪制的工作量，提高工作效率[5],同時也能為其他類型的服裝結(jié)構(gòu)的參數(shù)化制版提供先進的技術(shù)路徑。

1 斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型

1.1 AutoCAD參數(shù)化功能

AutoCAD自發(fā)布2010版本后便增添了參數(shù)化繪圖的功能。在AutoCAD參數(shù)化功能中有2種約束功能：幾何約束和標注約束[6-7]。此外，AutoCAD還提供了推斷約束和自動約束功能，以幫助用戶在圖形設計中自動創(chuàng)建約束。

AutoCAD參數(shù)化功能中的幾何約束用于定義圖形中各對象間的幾何關系。用戶可通過幾何約束功能確保圖形對象間的位置關系。約束類型主要包括：豎直、水平、相等、共線、重合、相切等。

標注約束用于約束各對象間的距離、角度、半徑和直徑。標注約束功能可鎖定對象并保持對象的固定尺寸，可通過修改參數(shù)和表達式約束各對象的尺寸。當用戶將標注約束應用于對象時，系統(tǒng)將創(chuàng)建標注約束參數(shù)并記錄在參數(shù)化管理器中[8]。

AutoCAD的參數(shù)化功能是通過幾何約束和標注約束來定義制圖中的尺寸規(guī)格和幾何特征，其中標注約束和幾何約束的條件和模式可由預設的參數(shù)加以驅(qū)動。參數(shù)化處理的幾何圖形可以通過參數(shù)值的指定自動繪制生成?；谶@樣的原理，服裝制版的參數(shù)化就是將服裝尺寸設置為參數(shù)，將服裝結(jié)構(gòu)制版方法(服裝結(jié)構(gòu)模型)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)圖的標注約束和幾何約束。經(jīng)過參數(shù)化的服裝結(jié)構(gòu)圖可以根據(jù)服裝指定的尺寸規(guī)格，按照相應的制版方法自動繪制生成服裝版型。

1.2 裙裝原型斜裁原理

裙裝原型通常是選用平面裁剪中的直筒裙為樣本[9]。本文以160/68A號型為例，繪制裙裝原型紙樣，前后裙片各有2個省道，省道長分別為10、11 cm，H為臀圍尺寸，X為省量大小。斜裁裙框架圖如圖1所示。斜裁裙紙樣在制作時，是在裙裝原型紙樣的基礎上，向左延長水平腰圍線、臀圍線和裙長線，分別選取后裙片中心線、前后側(cè)縫線、前裙片中心線與水平腰圍線的交點作為斜線基準點，向左下方作3根角度為α的斜線并延長與裙長線相交，即左側(cè)斜線、中心斜線和右側(cè)斜線[10]。

圖1 斜裁裙框架圖Fig.1 Frame of bias-cut skirt

斜裁裙的樣板制作是在裙裝原型基礎上，按省量(臀圍與腰圍差值)進行轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移至裙片側(cè)縫處，并保證原臀圍線與斜裁裙臀圍線在同一水平線上，裙片臀圍尺寸和腰圍尺寸與裙裝原型紙樣尺寸一致，確定斜裁角度，從而繪制完成斜裁裙紙樣。斜裁裙紙樣的繪制原則是：省量轉(zhuǎn)移前后的腰圍尺寸、臀圍尺寸必須相等，另外轉(zhuǎn)移前后的臀圍線和裙擺都需保持在同一水平線上。為確保斜裁裙側(cè)縫線大小的一致性，增加一變量Y，其值滿足的表達式為Y=(H-W)/4。其中：H為臀圍尺寸；W為腰圍尺寸。斜裁裙原型示意圖中以4片裙片為例，斜裁裙結(jié)構(gòu)模型示意圖如圖2所示。

圖2 斜裁裙原型示意圖Fig.2 Sketch of bias-cut skirt

由此可見，裙原型中臀腰差均勻分布于前后裙片的腰省和側(cè)縫線處，與之相對應，在斜裁裙裝中，臀腰差則可分配在各斜裁分割線上。

1.3 斜裁裙裝參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型建立

根據(jù)上述對斜裁裙結(jié)構(gòu)特點的分析結(jié)果，本文將決定斜裁裙規(guī)格的腰圍、臀圍、裙長和臀長分別設定為參數(shù)W、H、L和T，將決定斜裁裙款式的斜裁片數(shù)和角度分別設定為參數(shù)n和α來構(gòu)建斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型。

由于斜裁裙每片的大小相同，因此，將斜裁裙結(jié)構(gòu)模型簡化，只繪制1片斜裁紙樣，從而構(gòu)建斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型，斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型示意圖如圖3(a)所示。M為省量，其值滿足的關系式為M=(H-W)/n，在構(gòu)建斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型時不需要求出M的具體值，只需通過幾何約束來約束各對象間的幾何關系即可。

圖3 斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型參數(shù)化示意圖Fig.3 Parametric schematic of skirt parametric structure mode. (a) Parametric sketch； (b) Parametric sketch of geometric constraint；(c) Parametric sketch of annotation constraint

在AutoCAD中斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型是通過“參數(shù)化工具”中的幾何約束和標注約束設計而成的。其中幾何約束確定了各結(jié)構(gòu)線之間的平行、節(jié)點連接和角度傾斜等幾何關系，如圖3(b)所示；標注約束則確定了斜裁裙相關部位的尺寸規(guī)格，如圖3(c)所示。標注約束包含用戶參數(shù)和約束參數(shù)，其中用戶參數(shù)包括斜裁裙的成品尺寸和款式特征參數(shù)，約束參數(shù)(見表1)則是根據(jù)用戶參數(shù)值按照一定的數(shù)學表達式(結(jié)構(gòu)模型)計算而得。斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型一旦構(gòu)建完成，即可調(diào)整裙長、臀圍和腰圍等用戶參數(shù)自動計算各約束參數(shù)，進而生成不同規(guī)格尺寸的斜裁裙紙樣；可以調(diào)整斜裁角度參數(shù)α改變斜裁分割線的傾斜角度(45°≤α≤90°)；可以調(diào)整斜裁片數(shù)參數(shù)n改變斜裁片數(shù)從而實現(xiàn)斜裁裙的參數(shù)化制版。

表1 斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型標注約束Tab.1 Dimensional constraints of parametric bias-cut skirt prototype

2 斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型應用測試

斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型一旦建立，可調(diào)整用戶參數(shù)生成滿足需要的個性化斜裁裙裝紙樣。在調(diào)整斜裁裙參數(shù)化模型時，需在AutoCAD參數(shù)化工具欄中調(diào)用參數(shù)管理器，在約束完成的斜裁裙裝模型中，參數(shù)管理器附有標注約束參數(shù)和用戶參數(shù)，根據(jù)個性化設置需求，在用戶參數(shù)框中調(diào)整參數(shù)表達式和數(shù)值，即可生成個性化的斜裁裙裝紙樣。以下將分別調(diào)整斜裁裙參數(shù)化模型中的尺寸、裁片數(shù)和分割線角度來生成各自對應的斜裁裙紙樣，對模型進行驗證。

方案1：保持斜裁角度和斜裁片數(shù)不變，只調(diào)整腰圍、臀圍和裙長等規(guī)格尺寸，從而快速生成不同規(guī)格尺寸的斜裁裙裝模型紙樣。在斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型中放松量為零，參數(shù)化調(diào)整對比圖如圖4所示，參數(shù)化調(diào)整數(shù)據(jù)如表2所示。

方案2：保持斜裁裙裝規(guī)格尺寸和片數(shù)不變，只調(diào)整斜裁角度α，范圍在45°≤α<90°，從而快速生成不同斜裁角度的斜裁裙裝紙樣。以45°、50°和55°的斜裁角度為例，參數(shù)化調(diào)整對比圖如圖5所示。

圖4 規(guī)格尺寸調(diào)整對比圖Fig.4 Comparison sketch of specification size adjustment

表2 規(guī)格尺寸調(diào)整數(shù)據(jù)表Tab.2 Specification size adjustment data mm

圖5 斜裁角度調(diào)整對比圖Fig.5 Comparison sketch of bias-cut angle adjustment

方案3：保持規(guī)格尺寸和斜裁角度不變，只調(diào)整斜裁片數(shù)，從而快速生成不同斜裁片數(shù)的斜裁裙裝紙樣。以斜裁片數(shù)n=4,6,8為例，參數(shù)化調(diào)整對比圖如圖6所示。

圖6 斜裁片數(shù)調(diào)整對比圖Fig.6 Comparison sketch of bias-cut number adjustment

3 斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型試衣測試

3.1 斜裁裙參數(shù)化模型虛擬試衣效果

三維服裝靜態(tài)試衣技術(shù)已經(jīng)相對成熟，實現(xiàn)了對服裝的虛擬展示，能真實融合三維人體和服裝數(shù)據(jù)的遠程獲取、三維建模等，對虛擬環(huán)境下模特的著裝合體性進行客觀評價[11]。本文將應用CLO3D虛擬試衣軟件，依照斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型創(chuàng)建三維試衣模型并對其試衣效果進行評價。

創(chuàng)建三維試衣模型時將對相關屬性進行以下設定。默認女裝模特身高為160 cm，腰圍為68 cm，臀圍為90 cm。在測試規(guī)格尺寸變化時，模特尺寸將根據(jù)成衣尺寸的變化進行對應的調(diào)整。模特尺寸可通過三維人體掃描儀將人體數(shù)據(jù)導入其中，也可借助虛擬模特編輯器來編輯虛擬模特尺寸。面料屬性設置為棉布。縫制工藝設定為平縫。根據(jù)上述設定，將不同規(guī)格尺寸、不同斜裁角度、不同片數(shù)的斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型紙樣導入CLO3D虛擬試衣軟件中進行虛擬縫紉，通過虛擬模特試穿擬合后，記錄虛擬模特正面和背面的著裝效果圖，如圖7所示。

圖7 虛擬試衣效果圖Fig.7 Sketch of virtual fitting effect. (a) Change in size； (b) Change in angle；(c) Change in number of pieces

在虛擬試衣過程中，采用斜裁裙裝結(jié)構(gòu)模型應用測試中3個方案中設計的尺寸，對規(guī)格紙樣、斜裁角度、斜裁裙裝片數(shù)進行虛擬試衣對比，記錄不同規(guī)格尺寸、不同斜裁角度、不同片數(shù)的斜裁裙裝結(jié)構(gòu)模型紙樣在虛擬模特靜止狀態(tài)下的試衣效果圖，具體描述如表3所示。

表3 虛擬試衣效果圖描述Tab.3 Virtual fitting effect description

基于服裝的柔體性及人體下肢特征的獨特性，腰臀部位的凸凹不一，穿著裙裝時服裝會自然包裹人體產(chǎn)生一定的變形。從斜裁裙裝結(jié)構(gòu)模型虛擬試衣效果圖中可發(fā)現(xiàn)，原始版與其他規(guī)格尺寸、斜裁角度和片數(shù)的斜裁裙裝結(jié)構(gòu)模型紙樣相比，在進行虛擬試衣時所得到的虛擬模特試衣效果基本一致，整體穿著效果符合款式要求。

3.2 斜裁裙參數(shù)化紙樣壓力評價

服裝壓力是評價服裝穿著舒適性的重要指標，服裝壓力舒適性是指人體與服裝間相互接觸產(chǎn)生的皮膚壓力感覺的舒適范圍[12]。為驗證斜裁裙參數(shù)化模型紙樣的準確性，運用CLO3D菜單中壓力測試工具，測量虛擬模特穿著狀態(tài)下的服裝壓力。服裝著裝舒適性用壓力分布及接觸點分布來呈現(xiàn)，壓力分布可反映人體穿著時服裝的受力程度，用顏色進行區(qū)分。紅色區(qū)域表明面料拉伸強度較強，服裝壓迫感較強；綠色區(qū)域表明面料拉伸強度較弱，服裝壓迫感小。即趨近0 kPa呈現(xiàn)綠色，趨近100 kPa呈現(xiàn)紅色。斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型的虛擬試衣壓力圖如圖8所示。虛擬試衣壓力圖整體呈綠色，表明斜裁裙參數(shù)化服裝壓迫感小[13]。

圖8 斜裁裙參數(shù)化虛擬試衣壓力圖Fig.8 Sketch of parametric bias dress virtual fitting pressure. (a) Pressure sketch of specification size；(b) Pressure sketch of bias-cut skirt angle；(c) Pressure sketch of bias cut skirt pieces

運用虛擬試衣軟件中的壓力測試工具，并根據(jù)女性身體結(jié)構(gòu)的特殊構(gòu)造，在CLO3D中提取虛擬模特腰圍部位和臀圍部位的壓力參數(shù)，將改變參數(shù)后的斜裁裙裝結(jié)構(gòu)模型與原斜裁裙裝結(jié)構(gòu)模型壓力參數(shù)進行比較，斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型虛擬試衣狀態(tài)下的壓力參數(shù)值如表4所示(在規(guī)格尺寸進行調(diào)整時，CLO3D試衣軟件中對應虛擬模特尺寸也隨之進行了調(diào)整)。

表4 斜裁裙參數(shù)化壓力參數(shù)表Tab.4 Parametric bias dress pressure parameter

因人體部位的不同及個體差異,著裝壓力對人體舒適性的影響程度并不相同。斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型為緊身裙裝，在緊身服裝中，當著裝壓力保持在3.92 kPa以內(nèi)時，服裝不會引起人體的生理不適[14]。參數(shù)化后的斜裁裙裝與斜裁裙裝原型的壓力值之間差異較小，且在合理壓力范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

本文以斜裁直身裙為研究對象，提出了一種斜裁裙參數(shù)化結(jié)構(gòu)設計和制版模型。該模型的實際運行及虛擬試衣驗證結(jié)果表明：利用AutoCAD繪圖軟件的參數(shù)化工具可以將斜裁裙的尺寸規(guī)格及款式設計的關鍵要素進行參數(shù)化模型設計，從而實現(xiàn)以可定制的尺寸規(guī)格和款式設計為條件的自動化斜裁裙版型設計和繪制，滿足消費者的個性化需求，并能達到批量化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。該技術(shù)原理和方法可進一步擴展應用到其他類型的服裝設計和制版中，為實現(xiàn)服裝的大規(guī)模定制提供技術(shù)支撐。