以旗袍紙樣為例的模塊化設(shè)計(jì)方法

程碧蓮，劉 正,2,3

(1.浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院，浙江 杭州 310018； 2.浙江理工大學(xué) 絲綢文化傳承與產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化技術(shù)文化和旅游部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310018； 3.浙江省服裝工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310018)

隨著經(jīng)濟(jì)與文化水平的逐步提高以及物質(zhì)生活的不斷豐富，傳統(tǒng)的批量化成衣生產(chǎn)方式已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)服裝的個(gè)性化需求。結(jié)合市場(chǎng)消費(fèi)趨勢(shì)和服裝生產(chǎn)實(shí)際特點(diǎn)，服裝大批量定制的生產(chǎn)模式應(yīng)運(yùn)而生[1-2]。本文借鑒現(xiàn)有的大批量定制[3]理論，將模塊化設(shè)計(jì)方法引入到定制服裝紙樣的設(shè)計(jì)中，以滿足消費(fèi)者對(duì)服裝的個(gè)性化需求[4]。

模塊化設(shè)計(jì)方法是在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相似功能的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)某種規(guī)則劃分出一系列模塊，通過模塊的各種組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)多樣需求的設(shè)計(jì)方法[5]。模塊化設(shè)計(jì)在具有幾何形狀的機(jī)械產(chǎn)品方面已經(jīng)有較多的研究，多數(shù)是將零部件分類完成后組成產(chǎn)品族數(shù)據(jù)庫(kù)，在產(chǎn)品族的基礎(chǔ)上，根據(jù)需求建立系統(tǒng)框架和數(shù)學(xué)約束模型實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)[6-7]。隨著模塊化設(shè)計(jì)方法研究的不斷深入，模塊化設(shè)計(jì)也逐漸進(jìn)入服裝制造業(yè)。相關(guān)研究將基因遺傳算法運(yùn)用到服裝模塊化設(shè)計(jì)中[8-9]，以豐富服裝款式設(shè)計(jì)的多樣性；也有引入二元決策變量表述服裝設(shè)計(jì)各模塊被配置的情況[10]。部分研究在連接處采用尺寸誤差的方法限定了樣板配合的模塊外部接口差上下限[11]，在模塊連接處通過3次樣條曲線實(shí)現(xiàn)模塊外部接口處的順利連接[12]。服裝模塊化設(shè)計(jì)目前主要應(yīng)用在服裝款式設(shè)計(jì)與模塊外部接口連接方面，對(duì)于服裝紙樣模塊的劃分、服裝紙樣產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)、服裝模塊的變化類別以及模塊連接規(guī)則的制定方面卻缺乏研究。

通過參考服裝款式與機(jī)械產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)基本思想，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為技術(shù)手段，對(duì)旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)。將旗袍紙樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類進(jìn)而構(gòu)建旗袍紙樣衣身與袖部的產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)。以產(chǎn)品族為依托對(duì)旗袍紙樣結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析建立旗袍紙樣衣身與袖部的通用件。在通用件的基礎(chǔ)上對(duì)各模塊部件間的匹配約束關(guān)系及規(guī)則進(jìn)行研究。最后將匹配后的模塊化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行真人試穿實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證服裝紙樣模塊化設(shè)計(jì)作為一種個(gè)性化定制服裝設(shè)計(jì)方法的可行性。

1 旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)框架

旗袍模塊化設(shè)計(jì)中需要根據(jù)消費(fèi)需求或設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行服裝模塊的配置和模塊的變形，進(jìn)而需要解決模塊之間的連接問題。旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)框架圖見圖1，由圖示出旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)的基本框架。該方法在模塊分類的基礎(chǔ)上，分析旗袍紙樣模塊匹配規(guī)則進(jìn)而對(duì)袖部紙樣、衣身紙樣模塊進(jìn)行匹配，匹配結(jié)果通過真人試穿方式進(jìn)行驗(yàn)證。

圖1 旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)框架圖

2 旗袍紙樣模塊分類

旗袍紙樣按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為領(lǐng)部紙樣模塊、袖部紙樣模塊、衣身紙樣模塊3類紙樣模塊，每種類別的紙樣模塊組成其各自產(chǎn)品族，分別是領(lǐng)部產(chǎn)品族、袖部產(chǎn)品族和衣身產(chǎn)品族。領(lǐng)部產(chǎn)品族中各領(lǐng)部紙樣模塊具有相似的紙樣結(jié)構(gòu)，并具有相同的外部模塊接口(領(lǐng)底弧線)；袖部產(chǎn)品族中各袖部紙樣模塊具有相似的紙樣結(jié)構(gòu)，并具有相同的外部模塊接口(袖山弧線)；衣身產(chǎn)品族中各衣身紙樣模塊具有相似的紙樣結(jié)構(gòu)，并具有相同的外部模塊接口(袖窿弧線和領(lǐng)窩弧線)。

3 旗袍紙樣產(chǎn)品族

針對(duì)旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)，旗袍紙樣產(chǎn)品族的建立必不可少。旗袍紙樣產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)可以由通用件[13]、定制件[13]和匹配規(guī)則3部分組成。

通用件：同一類別紙樣產(chǎn)品族中不同紙樣模塊所具有的通用的部分或元素，即紙樣通用的結(jié)構(gòu)，用于確定紙樣的基本結(jié)構(gòu)性質(zhì)和滿足共同的需求。

定制件：擁有通用件的結(jié)構(gòu)，同時(shí)擁有區(qū)別于其他紙樣的結(jié)構(gòu)元素，用于滿足顧客的需求目標(biāo)。

匹配規(guī)則：定制派生紙樣變量的規(guī)則和方法。對(duì)于匹配規(guī)則可以劃分為3種不同的類型：包含約束、選擇約束和品種進(jìn)化。包含約束指每個(gè)定制件決定可選擇的產(chǎn)品變量；選擇約束指在顧客選擇一種紙樣模塊時(shí)約束另一可選的紙樣模塊；品種進(jìn)化指選擇約束無(wú)法滿足顧客需求，2模塊或者多模塊均需要更新才能滿足需求[13]。

通用件、定制件和匹配規(guī)則3部分構(gòu)成產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)見圖2，由圖示出通用件、定制件和匹配規(guī)則的關(guān)系以及產(chǎn)品族的構(gòu)成原理。

圖2 產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)

3.1 旗袍紙樣模塊的通用件及編碼

本文以旗袍為例，對(duì)旗袍紙樣衣身與圓裝袖袖部建立通用件。衣身與袖部通用件是指符合人體基本形態(tài)的最簡(jiǎn)單的衣片，是演變?yōu)槠渌钍皆煨偷幕A(chǔ)。

圓裝袖通用件是圓裝袖紙樣所具有的可以通用的結(jié)構(gòu)線所組成的幾何圖形，該圖形可以確定袖部的基本結(jié)構(gòu)性質(zhì)[14]。旗袍圓裝袖紙樣模塊通用件見圖3，由圖示出圓裝袖模塊的編碼信息。圓裝袖通用件的結(jié)構(gòu)線包括袖長(zhǎng)、袖山高、袖肥、前后袖山斜線和前后凹凸輔助線；同時(shí)對(duì)輔助線進(jìn)行編碼，用字母和數(shù)字組合方式編碼：紙樣中直線用T1，T2，…，Tn編碼，弧線用S0，S1，…，Sn編碼。

圖3 旗袍圓裝袖紙樣模塊通用件

在旗袍圓裝袖紙樣模塊通用件的圖中，前袖山弧線S0可由T22前袖山斜線、T23前凸、T24前凹確定；后袖山弧線S1可由T25后袖山斜線、T26后凸、T27后凹確定；定制件可在圓裝袖紙樣模塊通用件的基礎(chǔ)上根據(jù)定制要求進(jìn)行繪制；T21袖山高可根據(jù)衣身袖窿尺寸、袖長(zhǎng)T20和袖子整體風(fēng)格進(jìn)行繪制，所有結(jié)構(gòu)線的變動(dòng)即是袖子紙樣完成更新。

旗袍衣身紙樣模塊通用件是旗袍衣身紙樣所具有的可以通用的結(jié)構(gòu)線，用來(lái)確定衣身的基本結(jié)構(gòu)。旗袍衣身紙樣模塊通用件見圖4，由圖示出衣身模塊的編碼信息。旗袍衣身紙樣模塊通用件的結(jié)構(gòu)線同樣用字母和數(shù)字組合方式編碼：紙樣中直線用T1，T2,…，Tn編碼，弧線用S0，S1…，Sn編碼。

圖4 旗袍衣身紙樣模塊通用件

3.2 旗袍紙樣模塊匹配方法

旗袍紙樣模塊匹配是根據(jù)客戶需求，從預(yù)定義的產(chǎn)品族中選擇產(chǎn)品族模塊，并將模塊以一定的約束規(guī)則進(jìn)行匹配的過程。

本文采用基于紙樣模塊特征的匹配方法。此處的特征是指以形狀為載體，由尺寸公差、約束等屬性共同構(gòu)成的信息集合。紙樣模塊匹配在通用件基礎(chǔ)上，根據(jù)客戶需求以尺寸公差和接口關(guān)系式約束為原則，來(lái)實(shí)現(xiàn)紙樣匹配。

衣身模塊根據(jù)其接口(袖窿弧線)形狀特征的不同可分為3種類別：圓形袖窿衣身、弧形袖窿衣身和窄長(zhǎng)形袖窿衣身，分別對(duì)應(yīng)修身風(fēng)格、合體風(fēng)格和寬松風(fēng)格。與衣身相對(duì)應(yīng)，衣袖模塊根據(jù)其接口(袖山弧線)形狀特征的不同可分為3種類型：圓球形袖山弧線、橢圓形袖山弧線和扁平形袖山弧線。將模塊特征進(jìn)行定義：

式中：Xij為i模塊的第j個(gè)接口部位；N={N11,N12,…,N21,N22,…,Nij}為該模塊外部接口部位的編碼標(biāo)識(shí)；B={B1,B2,…,Bk}為連接處的屬性，連接處所處位置、尺寸公差或約束關(guān)系式；C={C1,C2,…,Cm}為匹配時(shí)除接口處以外的聯(lián)動(dòng)部位的屬性，包括位置及值域；D={D1,D2,D3}為模塊連接的其他模塊部位。

紙樣模塊進(jìn)行匹配時(shí)，確定模塊外部接口的屬性類別至關(guān)重要。紙樣模塊連接關(guān)系圖見圖5，由圖示出2個(gè)模塊匹配時(shí)，模塊之間有其相對(duì)應(yīng)的匹配接口。模塊D1與模塊D2進(jìn)行匹配時(shí)，模塊D1中的B與模塊D2的C接口存在確定的連接關(guān)系，但是同一接口的不同類別進(jìn)行匹配將會(huì)產(chǎn)生多種匹配結(jié)果。

圖5 旗袍紙樣模塊連接關(guān)系圖

綜上，旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)是通過旗袍紙樣結(jié)構(gòu)分類建立產(chǎn)品族，分析模塊間的接口類別以及得到模塊外部接口的連接規(guī)則完成的紙樣匹配。

4 旗袍紙樣匹配案例

4.1 案例背景

本文針對(duì)服裝大批量定制服務(wù),以滿足客戶需求為目的。在旗袍紙樣產(chǎn)品族中，圓裝袖衣身根據(jù)袖窿的不同分為2種類別：①具有正常袖窿的衣身；②吊帶/背心式的衣身。正常袖窿的衣身直接使用其模塊外部接口的匹配規(guī)則即可以完成模塊間的匹配；吊帶/背心式的衣身無(wú)法直接使用匹配規(guī)則完成匹配，其需要先將衣身的背部、肩部、頸部、前胸部位對(duì)應(yīng)的紙樣補(bǔ)正，再使用匹配規(guī)則才能完成模塊間的匹配。吊帶/背心式衣身與袖部匹配可以更完整地呈現(xiàn)出模塊化設(shè)計(jì)方法，所以本次案例選擇吊帶/背心式衣身與袖部匹配。

4.2 案例研究對(duì)象

以項(xiàng)目合作公司的購(gòu)買數(shù)據(jù)為依托，在吊帶/背心式的衣身數(shù)據(jù)中顧客選擇修身背心衣身和扁平形袖山匹配的次數(shù)最多；同時(shí)考慮本文試驗(yàn)方法，選取修身背心衣身袖窿匹配扁平形袖山作為匹配案例。在紙樣部件庫(kù)中調(diào)取6碼修身背心款衣身與具有扁平形袖山的袖部，旗袍衣身與袖部紙樣圖見圖6，由圖示出前衣片、后左衣片、后右衣片、左袖片和右袖片的紙樣結(jié)構(gòu)。受試者選擇一名號(hào)型為160/84A的女性。受試者與6碼紙樣的尺寸見表1。

表1 受試者與6碼紙樣尺寸對(duì)比 cm

圖6 旗袍衣身與袖部紙樣圖

4.3 旗袍紙樣更新過程

以定制件-修身背心款衣身袖窿匹配扁平形袖山為例進(jìn)行分析。旗袍紙樣的袖部與衣身修改方法見圖7，由圖示出此種類別的匹配需要將衣身先進(jìn)行補(bǔ)正為圓形袖窿，再調(diào)整肩斜、沖肩量、袖窿弧度等因素，同時(shí)袖部尺寸也要做相應(yīng)更新才能完成匹配。

圖7 旗袍紙樣的袖部與衣身修改方法

將扁平形袖山的結(jié)構(gòu)線更新為橢圓形袖山結(jié)構(gòu)線對(duì)應(yīng)尺寸，同時(shí)袖部其他部位也要做相應(yīng)的修改[16]，才能使匹配更加準(zhǔn)確，袖部輪廓線關(guān)系式約束見式(1)～(3)，袖部輔助線更改方法見表2。

G2=0.7-0.8H3

(1)

T22=S2-1.5+V

(2)

T25=S3-1.2+V

(3)

式中：G2為橢圓形袖山高，cm；H3為窄長(zhǎng)形袖窿深，cm;T22為前袖山斜線，cm；S2為窄長(zhǎng)形前袖窿弧線，cm；V為吃勢(shì)量，cm；T25為后袖山斜線，cm；S3為窄長(zhǎng)形后袖窿弧線，cm；V為吃勢(shì)量，cm。

由橢圓形袖山可得到的結(jié)構(gòu)線信息：前袖山弧線長(zhǎng)S4、后袖山弧線長(zhǎng)S5、前袖山斜線長(zhǎng)T22、后袖山斜線長(zhǎng)T25、袖山高G2、袖肥T28。更新后的袖窿模塊才能與橢圓形袖山進(jìn)行匹配，對(duì)圓形袖窿進(jìn)行更新使其與橢圓形袖山匹配，具體關(guān)系式約束見式(4)～(6)。

H2=1.3-1.4G2

(4)

S4=T22+1.5-V

(5)

S5=T25+1.2-V

(6)

式中：H2為弧形袖窿深，cm；G2為橢圓形袖山高，cm；S4為弧形前袖窿弧線，cm;T22為前袖山斜線，V為吃勢(shì)量，cm；S5為弧形后袖窿弧線，cm;T25為后袖山斜線，V為吃勢(shì)量，cm。

表2 袖部輔助線更改方法

衣身模塊其他部位的結(jié)構(gòu)線也要隨之更新，才能完成匹配。衣身模塊處將衣身先進(jìn)行補(bǔ)正得到圓形袖窿的衣身紙樣，根據(jù)文中袖窿處公式與其他結(jié)構(gòu)線的長(zhǎng)度約束上下限對(duì)圓形袖窿進(jìn)行更新。由數(shù)據(jù)測(cè)量與服裝工藝知識(shí)得到衣身各部位更新的數(shù)值約束尺寸公差，分別為：

通過對(duì)2個(gè)模塊外部接口處與模塊其他結(jié)構(gòu)線的關(guān)系式約束與數(shù)值約束上下限的設(shè)置，將紙樣進(jìn)行尺寸更新修改后即可完成袖部與衣身紙樣的匹配，匹配完成的目標(biāo)為合體性旗袍。補(bǔ)正紙樣與弧形袖窿紙樣見圖8，由圖示出更新前后的衣身，從圖中可以得到袖部袖窿處弧線曲率發(fā)生明顯變化。

圖8 旗袍補(bǔ)正衣身紙樣與弧形袖窿衣身紙樣

4.4 真人試穿

將修改后的袖部紙樣輸出，分別與補(bǔ)正衣身、弧形袖窿衣身進(jìn)行匹配。將橢圓形袖部與補(bǔ)正紙樣衣身進(jìn)行匹配，袖部細(xì)節(jié)圖見圖9，由圖示出受試者進(jìn)行試穿后的袖部的細(xì)節(jié)。腋下堆積與袖部牽吊分別見圖9(a)(b)，由圖示出補(bǔ)正紙樣衣身與袖部強(qiáng)行匹配產(chǎn)生的問題。補(bǔ)正紙樣衣身屬于修身衣身模塊，而具有橢圓形袖山的袖部袖窿弧線曲率較大，所以袖部與其匹配會(huì)出現(xiàn)縮縫量過大袖部牽吊、腋下產(chǎn)生堆積等問題。與弧形袖窿衣身匹配見圖9(c)，由圖示出橢圓形袖部與弧形袖窿衣身匹配的結(jié)果?；⌒涡淞律砑垬有淞【€與橢圓形袖山弧線曲率幾乎無(wú)相差，所以將橢圓形袖部與弧形袖窿衣身紙樣進(jìn)行匹配，縫合較服帖，無(wú)堆積、縮縫量過大等問題，袖部擬合效果美觀合體。

圖9 袖部細(xì)節(jié)圖

將橢圓形袖部分別與補(bǔ)正紙樣衣身、弧形袖窿衣身擬合匹配，做出旗袍成衣，旗袍補(bǔ)正衣身紙樣成衣圖試穿見圖10(a)，由圖示出旗袍補(bǔ)正衣身紙樣成衣的試穿效果。旗袍弧形袖窿衣身紙樣成衣試穿見圖10(b)，由圖示出旗袍弧形袖窿衣身紙樣成衣的試穿效果。對(duì)比圖10(a)(b)可以發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)正衣身紙樣成衣袖部出現(xiàn)畸形，并且衣身整體呈現(xiàn)修身風(fēng)格；旗袍弧形袖窿衣身紙樣成衣袖部擬合圓順，旗袍整體呈現(xiàn)合體風(fēng)格，符合本次合體風(fēng)格目標(biāo)匹配。

圖10 旗袍補(bǔ)正衣身紙樣與弧形袖窿衣身紙樣成衣試穿圖

5 結(jié)束語(yǔ)

本文用模塊化設(shè)計(jì)思想對(duì)旗袍紙樣設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，將旗袍紙樣劃分為衣身、袖部及領(lǐng)部3類模塊，構(gòu)建了衣身模塊與袖部模塊的產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)。采用基于紙樣模塊特征的匹配方法，對(duì)衣身模塊與袖部模塊的匹配約束關(guān)系及規(guī)則進(jìn)行了研究，建立了旗袍紙樣衣身模塊與袖部模塊外部接口處的數(shù)學(xué)模型，得出了個(gè)性化旗袍紙樣。通過真人試穿的匹配實(shí)例，驗(yàn)證了旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)的可行性，提高了服裝個(gè)性化定制的效率。綜上所述，本文以模塊產(chǎn)品族為基礎(chǔ),以匹配規(guī)則設(shè)計(jì)為核心,推進(jìn)了旗袍紙樣模塊化設(shè)計(jì)的研究,為旗袍服裝大批量定制的紙樣設(shè)計(jì)方法提供思路。