服裝結(jié)構(gòu)工藝課程教學(xué)中虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

張元美　張其增

摘? 要：本文主要介紹了虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢特色、發(fā)展趨勢。同時以服裝與服飾設(shè)計專業(yè)的服裝結(jié)構(gòu)工藝課程教學(xué)為實踐平臺，結(jié)合三維虛擬仿真軟件特點，進(jìn)行了教學(xué)的改革和完善，從課程教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式以及學(xué)習(xí)成果多方面分析探討三維虛擬仿真軟件的實際應(yīng)用方法，為服飾設(shè)計專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)的高等教育課程教學(xué)改革提供借鑒。

關(guān)鍵詞：服裝結(jié)構(gòu)工藝;虛擬仿真技術(shù);課程教學(xué);學(xué)習(xí)成果

基金項目：本文系武漢紡織大學(xué)教學(xué)研究項目“虛擬仿真軟件在服裝結(jié)構(gòu)工藝課程教學(xué)中的設(shè)計應(yīng)用研究”（2020JY038）;湖北省教育廳項目“振興傳統(tǒng)工藝視角下漢繡技藝在新中式婚禮服中的創(chuàng)新應(yīng)用”（18Q083）研究成果。

一、虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，市場產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快，各種高端技術(shù)產(chǎn)品不斷被研發(fā)且應(yīng)用在我國的各個行業(yè)領(lǐng)域，給大眾帶來便捷舒適高效的體驗。以人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)，在各行各業(yè)都有廣泛深入的應(yīng)用，推動了行業(yè)的深層次變革，給我們的工作、學(xué)習(xí)和生活帶來了深刻變化[1]。

“衣食住行”中“衣”即服裝處于一個非常重要的地位。隨著大眾對物質(zhì)生活和精神生活的高需求，人們對服裝的審美和著裝需求也在不斷地提高。服裝行業(yè)市場的競爭異常激烈，放眼全球“Made in China”的服裝產(chǎn)品到處都是，但是頂級的服裝設(shè)計制作和全球知名的服裝品牌卻屈指可數(shù)。中國服飾品牌想要在世界服裝行業(yè)占有一席之地，就要不斷地開拓創(chuàng)新，融合現(xiàn)代信息技術(shù)，需要從服裝的設(shè)計、生產(chǎn)制作到服裝品牌的創(chuàng)建宣傳等多方面共同努力，提高我國服裝行業(yè)的整體質(zhì)量。

現(xiàn)代信息技術(shù)在高校的服裝專業(yè)教育中得到了廣泛應(yīng)用。信息技術(shù)與專業(yè)教育教學(xué)的深度融合推動了教育理念更新、教育模式變革和教育體系重構(gòu)[2]。高等院校是培養(yǎng)專業(yè)人才的主要力量，要想培養(yǎng)具有競爭優(yōu)勢的人才，就必須促進(jìn)服裝專業(yè)教學(xué)與科技信息化發(fā)展兩者的有機(jī)結(jié)合，運用科技手段來提高學(xué)生的綜合競爭力[3]。

虛擬仿真技術(shù)簡稱VR，主要是指用一個系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)，實際上它是一種可創(chuàng)建和可體驗虛擬世界的計算機(jī)系統(tǒng)。虛擬仿真技術(shù)教學(xué)實踐是信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的產(chǎn)物，具有情境性、交互性、開放性和共享性的特征，還兼具“突破時空限制”“快速復(fù)制傳播”“呈現(xiàn)手段豐富”的獨特優(yōu)勢，是提高服裝專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的重要手段[4]。

國外的虛擬仿真技術(shù)與教學(xué)結(jié)合已經(jīng)發(fā)展到了一個相對較高、較完善的水平，在各個行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。從國內(nèi)來看，目前很多高校也相繼建立了虛擬仿真實驗室，在大力發(fā)展虛擬仿真研究的同時，在教學(xué)中的應(yīng)用也取得了一定的進(jìn)展。但是虛擬仿真課程普及的廣度和深度以及此技術(shù)與專業(yè)課程結(jié)合的方法和實踐仍有很大的提高與改進(jìn)空間，需要更多的行業(yè)專家和教育者繼續(xù)去探索研究。

服裝結(jié)構(gòu)工藝課程是服裝設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)的核心課程，對于服裝作品從設(shè)計到成衣的轉(zhuǎn)化起著關(guān)鍵作用，是集設(shè)計、實踐為一體的綜合性課程。虛擬仿真技術(shù)能夠高效而準(zhǔn)確地模擬平面二維紙樣轉(zhuǎn)化為三維立體服裝造型的全過程，進(jìn)行服裝結(jié)構(gòu)工藝實踐教學(xué)中設(shè)計、制版和縫制、試穿多個環(huán)節(jié)的三維虛擬仿真展示。這種高科技虛擬仿真軟件和服裝結(jié)構(gòu)工藝教學(xué)的融合已然成為當(dāng)前服裝結(jié)構(gòu)工藝教學(xué)中必不可少的一部分，也將成為提高服裝設(shè)計專業(yè)課程教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量不可或缺的一部分。

二、服裝結(jié)構(gòu)工藝課程的教學(xué)現(xiàn)狀

服裝結(jié)構(gòu)工藝課程是二維平面的服裝紙樣轉(zhuǎn)化為三維立體服裝的關(guān)鍵，也是服裝專業(yè)廣泛開設(shè)的主要課程之一。

服裝結(jié)構(gòu)工藝課程的內(nèi)容主要有結(jié)構(gòu)制版和縫制工藝兩大部分，其中結(jié)構(gòu)制版需要涉及人體的尺寸、服裝的松量和數(shù)據(jù)計算等，關(guān)于數(shù)據(jù)計算的內(nèi)容比較多。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝課程教學(xué)中，學(xué)生主要通過老師的講授示范理解人體的體型、尺寸的測量以及不同服裝款式的結(jié)構(gòu)制版尺寸和數(shù)據(jù)計算方法。老師普遍在黑板上進(jìn)行制版繪圖，學(xué)生跟著做制圖練習(xí)，屬于以教師為中心的灌輸式授課[5]。教學(xué)內(nèi)容繁多，過程稍顯枯燥，教學(xué)方式單一，這種教學(xué)形式空間感比較弱，學(xué)生很難將繪制的平面結(jié)構(gòu)圖和成型的立體服裝聯(lián)系起來，講授的結(jié)構(gòu)知識很難在短時間內(nèi)理解掌握，不易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，效果不佳，個別學(xué)生甚至在初學(xué)階段產(chǎn)生排斥心理。

除了結(jié)構(gòu)制版部分，課程還包括工藝縫制部分。這需要把平面的結(jié)構(gòu)制版經(jīng)過排版、面料裁斷、粘襯和鎖邊等多個步驟，然后進(jìn)行平縫機(jī)縫制，最后完成服裝的成衣制作。整個過程都需要老師全程示范操作，才能夠全面完整地展示制作的全部內(nèi)容。很多制作細(xì)節(jié)，學(xué)生在后期制作過程中還會不斷地詢問，這就需要老師反復(fù)講解示范操作。整個演示耗時長、成本高、效率低，僅供部分學(xué)生觀看學(xué)習(xí)，范圍小，效果不佳。

如何解決服裝結(jié)構(gòu)工藝課程教學(xué)中存在的問題，形象化教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方式，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量是亟待研究的課題。現(xiàn)代化的三維虛擬仿真技術(shù)的融入，可以在很大程度上解決以上存在的問題，彌補(bǔ)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工藝教學(xué)的不足，實現(xiàn)不同教學(xué)方式的優(yōu)勢互補(bǔ)，尤其是為服裝結(jié)構(gòu)知識的深入理解以及服裝的縫制展示提供了高效便捷的途徑。

三、虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢

針對服裝結(jié)構(gòu)工藝課程的教學(xué)，我們可以從結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制版、縫制和試穿、展示多個方面引入虛擬仿真技術(shù)。在教學(xué)過程中，主要通過3D虛擬仿真技術(shù)軟件將服裝的結(jié)構(gòu)紙樣選擇合適的面料進(jìn)行仿真縫制，并通過虛擬模特試穿效果，及時調(diào)整服裝紙樣，最終在軟件模擬的三維空間中體現(xiàn)服裝最終的成衣著裝效果。實踐證明引入虛擬仿真技術(shù)，優(yōu)化了課程內(nèi)容，完善了教學(xué)手段，增加了課程趣味性，激發(fā)了學(xué)習(xí)積極性，從而創(chuàng)新了服裝結(jié)構(gòu)工藝課程的教學(xué)模式，提高了教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，與單一的傳統(tǒng)教學(xué)相比具有非常明顯的優(yōu)勢。

（一）虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時空限制。師生均可以在課上講授學(xué)習(xí)，課下通過技術(shù)平臺線上咨詢答疑。利用虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)的虛擬環(huán)境，可以有效豐富教學(xué)環(huán)境，為學(xué)生的實踐訓(xùn)練創(chuàng)造條件，課下學(xué)生可以在虛擬仿真技術(shù)創(chuàng)建的仿真環(huán)境中不斷地學(xué)習(xí)鍛煉，鞏固課堂知識，熟練掌握課程內(nèi)容[6]。

（二）虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用提高了教學(xué)質(zhì)量和工作效率，降低了成本。傳統(tǒng)的示范實踐教學(xué)輻射的學(xué)生數(shù)量有限，完整的結(jié)構(gòu)工藝過程演示需要很長時間，也需要在示范過程中購買必須的制版材料、面輔料和縫制工具等。而虛擬仿真技術(shù)可以面向所有的學(xué)生學(xué)習(xí)操作，在軟件中通過服裝裁片的仿真縫制試穿，并能通過3D虛擬仿真效果，及時調(diào)整服裝紙樣，一定程度上免去了制版裁剪和成品打樣的成本，有效減少了經(jīng)濟(jì)支出和時間成本。同時仿真效果可以360°旋轉(zhuǎn)且反復(fù)學(xué)習(xí)觀看，這也避免教師針對同一個結(jié)構(gòu)問題多次重復(fù)操作講解。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，減少了教師工作量，節(jié)約了時間和支出，提高了教學(xué)質(zhì)量和自主學(xué)習(xí)效率。

（三）虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用革新了服裝結(jié)構(gòu)工藝課程的教學(xué)模式，實現(xiàn)了傳統(tǒng)服裝結(jié)構(gòu)工藝課程教學(xué)質(zhì)的突破。將服裝結(jié)構(gòu)制圖導(dǎo)入虛擬仿真軟件，模擬相應(yīng)的面料屬性可以一鍵生成成衣試穿效果，幫助學(xué)生建立平面制版和三維服裝的空間轉(zhuǎn)化意識。學(xué)生可以從單純的平面紙樣的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成融合視、聽、學(xué)、做多維度的趣味體驗式學(xué)習(xí)，充分理解掌握結(jié)構(gòu)紙樣和成衣的關(guān)系，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的不足。虛擬仿真軟件可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)思考，提高學(xué)習(xí)成效。

（四）虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用使教學(xué)內(nèi)容的實現(xiàn)途徑更加多元化，豐富了課程作品的展示形式。傳統(tǒng)的服裝結(jié)構(gòu)工藝課程展示多為成衣展示，隨著虛擬仿真技術(shù)的成熟應(yīng)用，服裝的展示形式也相應(yīng)的有所增加。人們可以將傳統(tǒng)的成衣展示和軟件制作的虛擬仿真服裝進(jìn)行線下成品、線上動態(tài)展示的綜合服裝作品展示形式，一定程度上豐富課程的成果體現(xiàn)形式。

（五）虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用使得學(xué)校和市場聯(lián)系更加緊密，實時了解流行信息和新技術(shù)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工藝課程教學(xué)中的服裝款式相對比較固定，主要是經(jīng)典服裝的結(jié)構(gòu)造型，缺少與流行市場的聯(lián)系。在利用虛擬仿真技術(shù)對教學(xué)情境進(jìn)行塑造時，還可以模擬當(dāng)前的新技術(shù)工藝以及多樣的流行面料等，將服裝的結(jié)構(gòu)工藝課程內(nèi)容和流行趨勢、款式材料結(jié)合。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用可以節(jié)約時間，提高效率，不僅給予學(xué)生更多的創(chuàng)新設(shè)計空間，還可以拓寬學(xué)生的國際視野，緊密與服裝行業(yè)掛鉤，培養(yǎng)出了解市場、符合行業(yè)需求的高素質(zhì)服裝專業(yè)人才。

四、虛擬仿真技術(shù)的設(shè)計應(yīng)用分析

在服裝結(jié)構(gòu)工藝課程中融入虛擬仿真技術(shù)，不是簡單地復(fù)制添加技術(shù)內(nèi)容，而是科學(xué)規(guī)劃設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，巧妙地將技術(shù)和課程進(jìn)行自然銜接。想要應(yīng)用好虛擬仿真技術(shù)，在結(jié)構(gòu)工藝課程中充分發(fā)揮其優(yōu)勢作用，在課程內(nèi)容上需要精心設(shè)計規(guī)劃，經(jīng)過實際的教學(xué)改革實踐，對虛擬仿真技術(shù)在服裝結(jié)構(gòu)工藝課程的設(shè)計應(yīng)用經(jīng)驗上進(jìn)行歸納分析。虛擬仿真技術(shù)有利于學(xué)生鞏固知識，方便教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”，真正做到信息技術(shù)為教學(xué)服務(wù)，成為提高教學(xué)質(zhì)量水平的“好幫手”。

初次接觸服裝結(jié)構(gòu)內(nèi)容，學(xué)生需要初步掌握從二維平面的結(jié)構(gòu)制版轉(zhuǎn)化為三維的立體造型的維度轉(zhuǎn)換關(guān)系，對于初學(xué)者來說難度不小，單純依靠平面制版紙樣和成衣進(jìn)行展示講解，無法深入理解。借助虛擬仿真技術(shù)可以更加簡單直接地通過三維立體的視覺觀看和軟件動畫操作深入了解人體的體型特點，關(guān)鍵尺寸的測量方法、尺寸和服裝關(guān)系等。在人體體型學(xué)習(xí)和尺寸測量部分，教師通過虛擬仿真軟件可以360°向?qū)W生展示人體模特的體型特點，橫切面和縱切面也可以清晰展示。還可以在軟件里編輯修改人體模特尺寸展示不同身高尺寸的體型特點，展示男模和女模的不同體型特征（如圖1）。

成年女性的上衣原型結(jié)構(gòu)制版和裁斷縫制的學(xué)習(xí)掌握是基礎(chǔ)服裝結(jié)構(gòu)工藝課程的主要內(nèi)容，也是課程的重難點。傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)制版演示，學(xué)生跟隨教師繪圖，無法將結(jié)構(gòu)圖和立體的原型上衣造型聯(lián)系起來，只有經(jīng)過面料裁斷、縫制、試穿后才能看見服裝的最后著裝效果，效率低、耗時長、演示范圍受限，教學(xué)效果大打折扣。引入虛擬仿真技術(shù)后，在結(jié)構(gòu)制圖完成后，教師可以通過軟件將結(jié)構(gòu)制圖導(dǎo)入虛擬仿真軟件，選擇對應(yīng)的體型模特，進(jìn)行裁片的裁斷、縫制、試穿過程動畫展示，其還原效果不亞于真實的縫制實踐操作（如圖2、圖3）。而且在縫制過程中，人們可以對其中任何一個過程進(jìn)行暫停、細(xì)節(jié)放大、反復(fù)觀看，對成型的服裝造型可以三維立體多角度觀察合體效果，真正做到原型上衣著裝的仿真試穿。在試穿后，人們也可以在人模試穿中直觀地發(fā)現(xiàn)問題產(chǎn)生的部位和原因，及時修改調(diào)整制版尺寸，最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的上衣造型效果。學(xué)生在觀看了仿真演示后，再跟隨教師進(jìn)行實踐操作就能夠更好地掌握課程內(nèi)容，保證學(xué)習(xí)效果。

教師還可以根據(jù)學(xué)生掌握的情況進(jìn)行課程內(nèi)容的拓展，比如在學(xué)生熟練掌握原型上衣結(jié)構(gòu)制版后，可以加入省道轉(zhuǎn)移的知識內(nèi)容。通過省道轉(zhuǎn)移的知識拓展，學(xué)生了解到原型制版的重要作用，以及基礎(chǔ)版型的結(jié)構(gòu)設(shè)計變化。結(jié)合虛擬仿真技術(shù)還可以在軟件中制作出不同省道轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)制版的成衣造型效果，同時還可以結(jié)合設(shè)計趨勢，融入流行元素，嘗試不同的面料、色彩和款式的搭配設(shè)計，更加多樣地、立體形象地展示設(shè)計的豐富變化（如圖4）。

五、結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，行業(yè)趨勢的發(fā)展以及消費群體的需求都使得虛擬仿真技術(shù)變得越來越重要，越來越普遍。在專業(yè)課程中適時、適度融入虛擬仿真技術(shù)，一方面可以做到與時俱進(jìn)，跟隨市場和消費的需求，與行業(yè)市場接軌;另一方面，虛擬仿真技術(shù)能增強(qiáng)學(xué)生的參與性、互動性，學(xué)生可以掌握更多的專業(yè)技能，利用信息技術(shù)手段提高自身的設(shè)計實踐綜合能力。同時，教師在備課授課過程中，將理論實踐課程和行業(yè)市場聯(lián)系，更新了課程內(nèi)容，豐富了教學(xué)方法，提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，使科學(xué)技術(shù)走進(jìn)了藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，提高了藝術(shù)設(shè)計的科學(xué)準(zhǔn)確性。

虛擬仿真教學(xué)突破了傳統(tǒng)教學(xué)的諸多限制，是課程教學(xué)和信息化技術(shù)深度融合的重要產(chǎn)物，是提高學(xué)生科學(xué)思維能力、創(chuàng)新精神和實踐能力的重要手段。未來對于類似于虛擬仿真技術(shù)的諸多信息技術(shù)如何與高等教育、人才培養(yǎng)以及課程設(shè)置融合，優(yōu)勢互補(bǔ)，還需要更多的教育工作者和科研工作者繼續(xù)探索研究，最終實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)更好地為社會服務(wù)，促進(jìn)教育發(fā)展。

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作者簡介：

張元美，武漢紡織大學(xué)服裝學(xué)院碩士研究生，副教授。

張其增，武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院紡服學(xué)院碩士研究生，助教。