南宋女裝的多層次模塊化解構與計算機設計

王雨薇, 常辰玉, 劉 鋒, 史 晟, 盧致文

(太原理工大學 輕紡工程學院,山西 晉中 030600)

基于國內相關文獻,關于當代社會中的“漢服”論文出現(xiàn)始于2005年,在2008年的拐點過后,到2019年的年度發(fā)文量達到歷史最高,漢服研究呈現(xiàn)穩(wěn)定增長的趨勢,但仍然存在缺乏系統(tǒng)性、理論研究薄弱等問題[1]。樣衣的制作大致可分為服裝設計、打板制版、樣衣縫制。對于沒有基礎的消費者,價格、形制、個性化和穿著效果都需要慎重考慮;對于漢服商家,價格、效果、效率等需要綜合考慮。以計算機輔助,以模塊化設計為手段,將服裝款式進行結構和重組,在滿足消費者個性化需求的同時簡化了設計過程,縮短產(chǎn)品設計與制造周期。

在國外,Yoo-Jeong等[2]、Li等[3]基于IGA(交互式遺傳算法)設計出基于用戶者偏好而成的時裝設計草圖系統(tǒng),有效地幫助非專業(yè)用戶創(chuàng)建時尚款式。在國內,周海媚等[4]對服裝模塊劃分和模塊變形規(guī)律進行了分析;劉欣悅等[5]創(chuàng)建模塊編碼,實現(xiàn)了旗袍模塊化定制。而三維虛擬的發(fā)展使服裝效果的展示有了多種可能,比起現(xiàn)實樣板制作,三維虛擬服裝制作效果雖然在真實性上還有待提升,但增加了修改的便捷性。黃文萍[6]和冀艷波等[7]將旗袍樣本模塊化并基于CLO3D平臺進行了虛擬展示,較為直觀地展現(xiàn)了服裝設計的最終效果。

歷史服裝由“形制體系、穿搭體系、應用體系”三大體系和“首服、主服、足衣、佩飾”四大品類相結合[8],較為嚴格的形制等因素使一些消費者對漢服“望而卻步”,阻礙了歷史服裝的傳播。文化自信的蓬勃發(fā)展孕育了歷史服裝定制的市場,歷史服裝較為固定、正規(guī)的形制為服裝模塊化設計提供了可能。本文在前期的研究基礎上,以消費者定制需求為導向,以模塊化為手段,針對南宋女性常用服裝的款式和穿搭層次進行了研究。從出土文物服裝與穿著者的身高數(shù)據(jù)比例分析入手,建立了南宋女裝與人體的數(shù)據(jù)關系,將南宋女裝進行模塊劃分,采用結構體式數(shù)據(jù)集對模塊進行配置與組合,實現(xiàn)了多層次南宋女裝的模塊化設計。

1 南宋女裝數(shù)據(jù)關系分析

不同于手繪對于線條位置的確定及大小可以根據(jù)及時的感官反應隨時進行修改,計算機線條的繪制更依賴于詳細的數(shù)據(jù)支撐,每一次數(shù)據(jù)的修改所引發(fā)的可能是一連串整體的反應,因此在計算機輔助設計中,各個部位數(shù)據(jù)間數(shù)據(jù)聯(lián)系的確認就顯得更加重要。在現(xiàn)代服裝中,多采用的是原型制圖法,在有著詳細數(shù)據(jù)比例的原型版上進行省道轉移、更改等操作獲得最終的服裝樣板。而相較于現(xiàn)代服裝,古代服裝傾向于寬衣長袍,對其紙樣多為基于主觀觀察或是出土文物的具體數(shù)據(jù)繪制而成,而非基于比例繪制,不方便計算機對結構的自動繪制。因此,基于出土服裝對服裝各個部位數(shù)據(jù)間的相關聯(lián)系性分析及服裝與人體數(shù)據(jù)間的聯(lián)系分析至關重要。

本文將《福州南宋黃昇墓》[9]和《德安南宋周氏墓》[10]報告中的服裝數(shù)據(jù)劃分為上裝、褲裝及裙裝三大類,根據(jù)其數(shù)據(jù)的完整性和部位名稱的統(tǒng)一性分別獲得65條上衣,22條褲裝和39條裙裝樣本數(shù)據(jù)。再將其各自的數(shù)據(jù)兩兩為一組進行相關性分析,使用Pearson相關系數(shù)表示相關關系的強弱,分析結果如表1所示。

表1 黃昇和周氏服裝數(shù)據(jù)相關系數(shù)Tab.1 Correlation between Huang Sheng and Lady Zhou clothing data

從表1可知,上裝中前身長和后身長、袖通長、腰寬、袖寬、袖口寬、前下擺寬、后下擺寬,袖通長和腰寬、袖寬、袖口寬、前下擺寬、后下擺寬,腰寬和袖寬、袖口寬、前下擺寬、后下擺寬,袖寬和袖口寬、前下擺寬、后下擺寬,前下擺寬和后下擺寬均呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性,說明其兩兩之間有著顯著的正相關關系。同理可得,下裝中的腳寬與腰高、檔深、腿寬;裙裝中通長與腰高、下擺寬,腰高與下擺寬均有著顯著的正相關關系。本文選取相關性較大的兩組數(shù)據(jù)計算其線性回歸,結果如表2所示。

表2 相關數(shù)據(jù)的線性回歸方程Tab.2 Linear regression equation of relevant data

中澤俞所著《人體與服裝》中,根據(jù)解剖學等多種學科將人體根據(jù)頭長劃分成七等分。其分割線從上到下依次為:頭頂、頜尖、乳頭、臍下、拇指根、膝頭上、中脛、立腳地,再將七等分進行更詳細的區(qū)分,分出肩峰位、腰圍線、手肘位、手腕位及足踝位,以便依據(jù)身高對關鍵部位的長度進行計算[11],如圖1所示。

根據(jù)《福州南宋黃昇墓》和《德安南宋周氏墓》報告可知,黃昇死亡時身高160 cm,周氏為152 cm。根據(jù)圖1中所標識的身高h及比例關系,可以計算得出體長、上身長等相關身體數(shù)據(jù)的數(shù)值,如表3所示。

表3 黃昇和周氏相關身體數(shù)據(jù)數(shù)值Tab.3 Values of body data related to Huang Sheng and Lady Zhou cm

同時根據(jù)報告記載,對兩墓中廣袖袍與窄袖袍的服裝數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,如表4所示。

分析數(shù)據(jù)可知,大袖袍的衣長一般在腳踝以上7 cm至腳底;袖身基本覆蓋或長于手掌;袖寬位于1/2體長與1/2身高之間?？芍渑垡麻L最短為中脛位置,最長為超過腳底1 cm;袖身最短覆蓋手掌1/3左右,最長超過手掌9 cm;袖寬比上衣長少5～10 cm。同理可總結,單衣衣長最短為腰下17.5 cm,最長為膝上6 cm;袖身長度在手腕到指尖處;袖寬比上身長短5～20 cm。背心的衣長與單衣相似,袖寬比上身長短3～7 cm;裙褲數(shù)據(jù)不多,且長度變化較大,但均長于膝蓋。

2 南宋女裝模塊化設計

南宋女性常用上衣大致可分為抹胸、單衣、袍、襖、背心、褙子等,下裝可分為褲和裙。袍可分為廣袖袍和窄袖袍。褲可分為開襠褲、合襠褲和外側開中縫合襠褲。裙亦可以分為一片裙、兩片裙、褶裥裙等[10]。單衣、袍、襖、背心、褙子等不同名稱的服裝在結構上都有所聯(lián)系,長度在膝蓋以上即為單衣,長度在膝蓋之下則為袍。單層為衫,雙層為襖等,這些聯(lián)系及層次關系為服裝部件的模塊化劃分提供了便利。

2.1 模塊劃分

根據(jù)《福州南宋黃昇墓》和《德安南宋周氏墓》報告中的照片等對服裝品類各自進行分析,可得到各品類中固定存在的部位及不固定存在的部分。因褲與裙部件較為固定,本文僅對具有代表性的上裝進行分析,如圖2所示。

圖2 服裝部件分析示意Fig.2 Analysis diagram of clothing components

經(jīng)過分析可以得到,除抹胸、背心以外的上裝均固定存在衣身、袖、領身與領襟,背心沒有袖子,抹胸只有衣身且必須擁有系帶。同理,對裙與褲進行分析,便可將南宋多層次女裝的模塊分為固定模塊和可選模塊。其中,固定模塊是指設計各品類服裝中必須存在的模塊,只有將固定模塊進行組合才能得到符合實用性的服裝;可選模塊則是指可以存在也可以不存在的模塊,可選模塊的選擇與否并不影響服裝的實用性能[1]。由于半臂的袖子沒有接袖,而背心沒有袖子,因此將袖子劃分為衣袖和接袖兩個模塊,方便款式的組合。本文列出12個固定模塊,分別為g1～g12;5個可選模塊,分別為s1～s5,模塊具體含義如表5所示。系帶既可作為固定模塊也可作為可選模塊,如在裙褲中,系帶為固定模塊用來保證服裝的可穿戴性;在袍中,系帶則作為裝飾性配飾。

表5 服裝模塊的劃分Tab.5 Division of clothing modules

2.2 模塊變形處理

實現(xiàn)服裝的多樣性,不僅需要模塊形狀的多樣性,還需要模塊結構的多樣性。以上固定模塊和可選模塊的劃分是實現(xiàn)服裝模塊形狀的多樣性,而對模塊內部局部進行變形則能增加模塊自身結構的多樣性。模塊變形處理是獨立于其他模塊的變形,隨意性較大,在南宋女裝中主要用于造型塑造與特殊需求,多個模塊的多種變形豐富了服裝的設計結果,增加了服裝造型的多樣化。對于南宋女裝的結構變形,主要分為折疊、分割與增加、褶裥。

1) 折疊:折疊是指將為面料進行折疊形成新的造型形狀。黃昇墓和周氏墓中廣袖袍后衣片的三角造型則是將未裁斷的造型經(jīng)180°“U”形反向折疊后在后衣擺處形成三角狀[11],門襟也可通過衣身的折疊得到。

2) 分割與增加:分割是將面料進行分割再縫紉得到新的造型線;增加則是在原有的衣片上縫制一個新的面料,門襟也可以通過增加得到。

3) 褶裥:褶裥是在原有模塊所需褶裥位置增加多余量,在縫制之前或縫制時縮褶或疊合褶裥,形成褶皺或者裥造型。褶裥裙和外側開中縫合襠褲的模塊便是通過這種變形方式得到的。

3 多層服裝的模塊配置與組合

多層服裝的模塊化配置與搭配需要三個過程:首先是各個模塊的獨立配置,再根據(jù)所需服裝款式進行獨立的變化并各自組合成特定的服裝,最后根據(jù)限制條件進行層次上的搭配。

3.1 服裝的分模塊配置

服裝的分模塊配置即是更改服裝模塊的屬性設置及變形,與模塊的變形處理相同,通過多樣的屬性變化,均可以達到服裝設計結果多樣化的目的。不同的是,模塊的變形處理是模塊的獨立變化,不與其他模塊有所關聯(lián),而服裝的分模塊配置的屬性與變形通常有所關聯(lián)。屬性決定了模塊的形狀、大小、顏色、圖案等,不同的模塊類型所擁有的屬性不同。

定義固定模塊屬性為G:

G[i]={GA[i],GU[i],GT[i]}(i=1,2,3,…,12)

(1)

定義可選模塊屬性為S:

S[j]={SA[j],SU[j],SL[j]}(j=1,2,3,4,5)

(2)

式中:GA(SA)表示所屬模塊數(shù)據(jù)集結構體,結構體根據(jù)所屬模塊的類型開啟不同的成員列表并進行賦值。成員列表包含模塊的長、寬、形狀與角度等數(shù)據(jù),用GA[i](SA[j])開啟gi(si)號模塊成員列表模式,隨后計算機根據(jù)條件對屬性進行計算賦值。

GU(SU)代表成員列表為色彩、圖案、面料的結構體,色彩以十六進制顏色碼進行選擇,圖案和面料以庫的形式保存,分別用

texture[i](i=1,2,3,…,n)

(3)

fabric[i](i=1,2,3,…,n)

(4)

進行數(shù)據(jù)的保存。

GT代表工藝模塊,包含厚度、對稱、收褶、縫線位置等成員。當厚度的屬性值為0時,代表模塊厚度僅有一層,如單衣、衫等;屬性為1時,代表模塊厚度右有兩層,且中間填充代表以棉絮等物加厚,如襖、夾背心等。對稱屬性以0和1分別代表板片不需要對稱板片與需要對稱板片。收褶屬性以False、Single_True、Double_True分別代表該模塊不需要抽褶、單塊抽褶與對稱后抽褶。縫線位置為模塊各邊的表示集合,以False、Ture_visble、Ture_invisible分別表示不需要縫合、需要縫合且縫線可見及需要縫合且縫線不可見。

SL[j]表示模塊位置集結構體,成員列表為如領、下擺、腋下、背脊等各個部位,用1與0代表該部位第j號可選模塊的配置與否,1表示配置,0表示不配置,開叉和護領的位置不可選擇。

根據(jù)服裝常識以后續(xù)模塊組合成服裝的方便性要求,GA(SA)中的數(shù)據(jù)會有所限制,并且各個結構體的成員列表數(shù)值要有所關聯(lián)。如同一層次的衣服,GU中的屬性要完全相同;GA[3]與GA[4]中的寬要一致,以保證袖的正確拼接;當服裝選擇為袍時,代表后衣長的數(shù)值要大于11h/21且小于等于17h/21(h為身高)。

3.2 模塊的分服裝配置

將每個模塊的造型固定下來,并且褶裥結構已經(jīng)合并后,便可開始各個服裝的配置。不同的服裝除了袖寬、身長等數(shù)據(jù)不一致外,所需要的模塊也不盡相同。將μgi(μsj)作為二元決策變量來描述在不同服裝款式中模塊的配置情況。當其等于0時,模塊不被配置,當其為1時,模塊被配置,*表示該模塊可選。其中i=1,2,…,12,j=1,2,3,4,5。具體配置情況如表6所示。

表6 不同服裝款式的配置情況Tab.6 Configuration of different clothing styles

同一種款式的服裝需要不同模塊的數(shù)量不同,除領襟、裙片、腰頭外,其他模塊都需要兩片才能夠組成一件服裝。將不同模塊進行連接首先要進行樣板的連接。部件之間的連接需要有限制條件,每個模塊的任一連接處只能與另一連接處的唯一連接處匹配,且匹配線段要求長度相同且弧度相同。模塊與模塊之間的連接也有對應關系,如g4僅可與g3模塊連接處相接,而g1可與g2、g3、g4、g7相連。連接的方式有并連和接連兩種:并連是指在樣板制作時即將兩個模塊連接處連接在一處,成衣縫制出來后沒有縫紉痕跡;而接連是指在樣板制作完成后,將兩個模塊裁剪之后再通過平縫或合縫縫制在一起,成衣有縫紉線痕跡。

3.3 服裝層次匹配

以X為前標表示服裝款式,X1～X7分別代表抹胸、單衣、外側開中縫合襠褲、除外側開中縫合襠褲的褲裝、裙裝、夾衣、袍衫款式。以Y為前標表示服裝穿著層次,Y1～Y7分別代表抹胸、單衣、外側開中縫合襠褲、除外側開中縫合襠褲的褲裝、裙裝、夾衣、袍衫款式所對應的層次。設d、e、k、m均為任意非負整數(shù),分別代表除外側開中鋒合襠褲的褲裝、裙、夾衣和袍衫各自的穿著的層數(shù)。X4={x1,x2,…,xd},則相對應的Y4={y1,y2,…,yd},Y5、Y6、Y7以此類推?；诜b舒適性,d、e、k、m的取值均不能過大。按照南宋穿戴習慣,抹胸被壓于褲之下為最貼身的穿著,即Y1=1。單衣既可穿在抹胸之外褲裝之內,也可穿于裙外,單衣的穿著方式對其他服裝的層次均有影響[12],因此以單衣的穿著層次作為整個服裝層次劃分的區(qū)分條件,具體層次分配如圖3所示。

圖3 服裝層次示意Fig.3 Schematic diagram of clothing layers

4 模擬應用

假定用戶需求為以一件抹胸、一件單衣、一件廣袖袍為上衣,一件合襠褲、一件開襠褲、一件外側開中縫合襠褲及一件褶裥裙為下裝的套裝。則根據(jù)表6可知,需要1個g8、s14模塊,2個g2、g3、g4、g7模塊,3個g1、g5、g6、g9模塊,4個g10模塊,5個g11模塊。假設用戶身高為165.0 cm,胸圍為88.0 cm,腰圍為68.0 cm,則可以計算得出用戶臂展為165.0 cm,上身長為31.4 cm,下身長為94.3 cm,體長為133.6 cm,膝上體長為86.4 cm。

根據(jù)人體與服裝吻合狀態(tài),如抹胸、單衣等上裝的胸部總圍度應大于胸圍,以足夠包裹軀體。計算機在允許的范圍內確定部件模塊的屬性,如表7所示。

續(xù)表7

各個單位模塊配置完成后,計算機進行收褶等操作,初步得到服裝的部件模塊,接下來根據(jù)服裝工藝知識對這些分散的模塊進行連接。各模塊部位進行連接后,可得到各個部位的右衣身,再根據(jù)工藝要求,克隆其相應模塊形成對稱模塊。

接下來按照層次進行搭配對各服裝結構的數(shù)據(jù)進行對比更改,如圖4所示。

隨后進行服裝模擬層次配置,輸出結果如圖5所示。

圖4 服裝結構數(shù)據(jù)對比流程Fig.4 Flow chart of clothing structure data comparison

圖5 服裝層次模擬配置完成示意Fig.5 Clothing layer simulation configuration completion diagram

發(fā)放問卷對操作難度和最終效果進行評價調查,共計問卷30份。用戶從1到5分對兩個方面進行評價,從小到大表示操作從簡到難和效果從差到優(yōu)。最終操作評分集中在4～5分,效果評分大多在3分以上。說明對于大部分用戶,操作較為簡單,美觀度能夠接受但是仍需要進步。經(jīng)反饋,服裝的花紋款式較少,用戶還希望擁有花紋設計板塊,可以自行設計花紋效果用于服裝之上。

5 結 論

在人體與服裝的聯(lián)系方面,本文根據(jù)黃昇墓和周氏墓的出土報告,對相同款式服裝的各部位尺寸關系進行了相關性探究,并將不同款式的服裝與人體的吻合狀態(tài)進行了總結。在模塊劃分方面,本文在保留服裝多樣性和模塊簡易性的基礎上進行了服裝部件模塊化劃分。采用數(shù)字化的表達方法,對模塊的尺寸、顏色等屬性進行了編組,對各個服裝之間的層次關系進行了編碼,提高了南宋服裝設計便捷性,使非專業(yè)消費者自行設計制作成套系的南宋服裝成為可能,為成套系的南宋服裝智能化定制提供了數(shù)據(jù)結構與設計的理論基礎。由于目前南宋女性出土服裝數(shù)據(jù)樣本較少,無法對服裝各個部位間的數(shù)據(jù)關系進行更深入的探究,所得到的線性回歸方程可能具有不合理之處,此外對花紋和顏色等模塊數(shù)據(jù)庫的建立還需要進一步的收集。

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