服装CAD技术研究的现状与方向.pdf

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1、纺织学报第2 4 卷第6 期 服装C A D 技术研究的现状与方向 梁建军冯毅力李汝勤 ( 东华大学纺织学院，上海，2 I ) 【l 【J 5 I ) 摘要：概进服装c A n 的研究内容，介绍目前服装c A D 开发巾血用的关键授术现状，| 它述和展望服装c A D 的发展 向。 关键词：服装i | 算机辅助设计c A DG c D 现状远景 中圈法分类号：T s9 4 1 2 6文献标识码：A c A D 技术在服装设计领域的应用由来已久，一 些商用服装c A D 系统以相当的实用性、用户友好性 和商品化的特色已在服装业界广泛应用。随着计算 机技术的迅猛发展，越来越多不同专业的人对其进 行

2、研究，下面就服装c A D 技术的发展情况进行 综述。 l 服装c A D 软件功能及研究内容 1 1 二维服装c A D 二维服装c A D 系统按功能要求分成丽大部分， 即实现结构设计与工艺设计要求的服装衣片c A D 系统，实现款式设汁要求的服装款式c A D 系统。 1 1l 服装衣片c A D 系统具有设计衣片结构基 样的造捌系统；根据服装款式图，设计反映该服装衣 片特征的衣片结构图；根据衣片结构图及人体尺寸 生成相应的衣片基样图；根据设计要求对衣片基样 图进行修改；对修改后的基样图进行放码处理，生成 衣片进行排料，生成衣片排料图，计算出面料利用 率；将生成的有关图形实行输出；为达到

3、上述功能要 求，建立相应的数据库、图形库及其库管理系统。 1l2 服装款式c A D 系统将原型输人，在屏幕 上生成相应的图形、图像，或者设计师直接在屏幕上 应用汁算机提供的绘图T 具绘制图形、图像；根据设 计意图进行修改图形、图像；将面料的图案、纹理、色 彩、花型等覆盖到服装图形上；将设计好的服装款式 图或着装效果图实行输出；为实现上述功能要求建 立相应的款式库、图案库、色彩库、知识库等以及相 应的库管理系统。 1 2 三维服装c A D 三维服装c A D 可以作为服装3 D 展示和纸样设 计工具，可有以下功能：织物模型与客观测试数据链 接，提供现实的织物悬垂模型；3 D 到2 D 的平面

4、展开 算法并提供自动制版；运用尺寸化的人体模型自动 推档；着衣技术使传统设计的纸样组合成服装，再在 3 D 人体模型上进行观察；利用个体化的3 D 人体模 型进行定制服装设计。 以上功能所涉及的研究内容：基于静态的3 D 服装设计从设计图到生产的现实可视化技术；展示 织物表面设计和组织效果的织物纹理映射技术；动 态可视化和动画技术；人体数据的测量与处理；人体 和服装数学模型的建立；在二维屏幕上实现三维数 据处理与修改；服装效果图的生成；三维服装展成二 H _ 一d ”。n 。一“一_ o - H “+ “I + H 5加e nB AW m e rv a f 一严肿朗b l eM e m b r

5、 a n ef m mB l 眦kC 0 p d y o fP o l y ( b u l y 】e n et 唧p h l h m e ) a n dP O I y 咀h 山n e0 x l d eJ 0 u m 缸甜 M e m b r 卵es c e 1 9 9 6 ( 1 1 3 ) ：3 2 3 3 2 9 。 6 。二手奇株式告牡，二菱重上业株式会社，株式台社，叫口y 透湿性布帛及矿哥力制造方法公开特许公报，特开平4 3 7 0 2 7 6 7H d 硼sRL 且n e dh 呲nC 忸“魁s3 Ml n e u k 洲L 血W m 中州 卸dB “ a f h a b l cM

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11、衣片；三维服装数据库与图形库的建立；三维服装 悬垂性研究；系统与外嗣设备的接口技术；三维服装 的c A D 系统与制造、管理系统的集成；建立试衣镜 系统。 2 服装c A D 软件技术研究现状 服装c A D 的设计可有3 种方法：第一种不经过 2 D 纸样设计，直接进行3 D 结构设计，类似于服装结 构设计中的立体设计；第二种仅仅进行2 D 纸样设 计，不经过3 D 效果仿真与设计，等同于服装结构设 计中的平面设汁；第三种则综合前两种方法形成完 整的没计过程，适用于对创新服装的辅助设计。 需要指出的是，在第一和第二种方嵇中，随最终 3 D 款式也可获得具体的面料、辅料的光学与力学性 质，以此

12、为根据，进行织造、染整，直至生产出符合要 求的服装面料、辅料。 迄今为止，在上述的3 种G c A D 方法中，只有第 二种方法已经研究完善，并在实际生产中得到验证， 其他两种方法中的3 D 结构设计部分( 包括力学、光 学性质分析、3 D 交互设计等) 尚处于研究实验阶段。 2 1 计算机辅助2 D 服装设计 计算机辅助2 D 服装设计的内容包括效果图设 计、纸样设计、放码和排料。该领域在研究及应用E 都已趋于完善。 2 1 1 效果图设计其主要功能是在计算机屏幕 上构思、绘制服装效果图，与现有的平面美术刨作系 统相类似。计算机辅助主要体现在提供各种绘画工 具和图像处理手段，以满足服装设计师

13、的创作要求。 2 1 2 纸样设计有3 种方法：一足修改法，即调 出纸样库中已有纸样进行修改；二是原型设计法，即 以原型纸样为基础，对其进行移省、加褶、切展等变 换和松量分配、撇胸、腰线对位、边缘处理等工序；三 是随意设计法，即利用作图命令进行交互设计，不受 以往设计的约束。由于服装结构千变万化，更含有 省道、褶裥等专业因素，所以纸样设计在2 0 世纪8 0 年代曾一度是G c A D 的技术难点。后来，通过引人 2 D 图形学中的曲线生成、任意多边形分割、图形对 称展开等方法，实现了曲线任意变换、加省与移省、 平等加褶与自然褶切展等设计工艺。9 0 年代初，又 提出将图形参数化方法应用到纸样

14、设计中，即以人 体的特征尺寸为纸样图形控制参数，根据纸样图形 各关键点的渚公式进行参数化绘图。采用这种方 法，可以通过控制特征尺寸，生成大小不同衣片，为 后续的放码过程奠定了基础。 2 1 3 放码和排料计算机辅助服装排料的方法 有3 种：是交互式排料，将每个衣片作为一个 “块”，通过屏幕显示，设计者交互选择合理的插入基 点和方位进行排料；二是自动排料，在输人一些排料 信息后，由系统自动计算，进行排料；二足前两种方 法的结合，首先进行自动排料，然后进行交互式调 整。目前的实用排料系统均采用第三种方法。 2 2 计算机辅助3 D 服装设计 一个交互式3 D 服装c A D 系统一般包括以下几 个

15、部分：人体数据、服装牛成技术、织物模型、纸样生 成( 3 D 到2 D ) 、纸样可视化( 2 D 到3 D 的虚拟缝合) 、 界面设计等。 2 2 1 人体数据许多3 D 服装c A D 系统采用传 统人台的数字化展示形态。具体方法是：采用3 D 数字式数字化仪决定并记录人台上某些固定经纬线 的相交点坐标。通过得到的坐标矩阵得到一个面， 尽管方法准确，但数字化过程太费力。运用真实人 体数据的技术，即非接触式测量技术，如：英国的 L A s s 技术，运用一组摄像机观察投影到人体表面的 投影线条，经过数学处理产生人体模型。还有美国 T C 2 开发的白光相位测量技术，通过图像得到人体 3 D

16、数据点，并输入计算机进行数字化处理，从而得 到全面的人体3 D 形态。 2 2 2 虚拟服装生成技术现有的虚拟服装生成 技术方法，可采用如下方法。“第一原则”方法，由 H i n d s B 和M c c a n n e vJ 提出；A s a l l i3 D 的3 D 服装基 型法；传统设计的2 D 纸样在3 D 设计环境下的可视 化；运用专家系统来解析时装设计图获得3 D 纸样。 2 2 3 织物变形模型服装款式与所选织物之间 的密切关系，意味着织物的展示形态是服装垃计系 统的一个重要环节，特别足服装材料性能对版型设 计和外观造型具有重大影响。由于纺织材料的各向 异性和变形模拟的难度，织

17、物变形模型的建立很复 杂。近年来它已是纺织工程学、计算机图形学和3 D 眼装c A D 开发等学科的重要研究课题。理想的3 D 设计环境需要纺织工程学和计算机图形学两个研究 领域的结合。除了形态预测，有效的织物模型还需 要考虑织物悬垂时与人体之间以及织物之间的碰 撞，进行碰撞检测和计算。早期的研究方法是运用 一很薄的力场( 人体表面周围) 米避免发生碰撞。更 进一步的研究是采取算法，使织物依附于织物表面， 而不发生碰撞。目前显示检验是否发生碰撞的运算 速度已大为提高。计算机图形学已成功地进行了服 装的动画模拟。尽管它们仍然着重于织物的外观造 型，但已经考虑到物理参数，还提供了碰撞检测的动 态悬

18、垂模型。缺点是计算时间太长，实时性差。但 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第2 4 卷第6 期 这些模犁在时装设计、虚拟时装表演和虚拟购物环展到以图形图像数据为信息中心、综合应用多媒体 境等开发卜有巨大的潜力。信息存储和交换、计算机网络、知识工程、计算机视 224 服装纸样生成 自动从3 D 模型得到2 D 纸觉、计算机图形学、专家系统、软件T 程、计算儿何等 样是3 D 服装c A D 系统的重要目的之一。早期采用各种学科和领域的知识和技

19、术，具有儿I _ 项模块功 的方式是3 D 纸样平面展开理论。E h t 运用r 相似能、智能化、集成化的计算机应用系统。t ；t ：A D 系统 的方法、这个过程是将烈曲面纸样看成= 三角形小平对上述各计算机领域均提出了独特的要求。例如： 面的集合体。选择这样的小三角平面，将其一一展实现自动服装结构设计、自动排料必须融合人工智 成2 D 纸样，再进行省道、褶裥等近似处理，得到真 能和专家系统巾的新技术；3 D 人体测量则完全是基 实的2 D 纸样，应该注意的是，将一个曲面平铺为一 于计算机视觉的原理和技术之上；而3 D 结构设计 个平面与将一个平面转为服装曲面造型是不同的两 给计算机图形学提

20、出r 最困难的研究课题一柔性自 个过程。0 k a b e 等人提出的从3 D 到2 D 的模型只能由曲面生成。许多功能模块已经实现为各自独立的 用来提供近似的衣片纸样。 子系统，如何将这些分散的子系统集成到一个统一 2252 D 纸样的3 D 可视化 2 D 纸样到3 D 纸样的平台匕，发展成完整的G c A D 系统，也是所有 的生成需具备以下两大功能：着衣算法；服装组合 G c A D 系统研发人员所面临的困难之一。 程序 3 D 人台c 着衣，是将合适的3 D 人体坐标线 4 结束语 置于衣片的对位线之上，服装悬垂于所穿的人台上。 服装c A D 软件设计是一个复杂的工作，既有繁 着衣

21、算法已经由英国F 0 z z i n g 和R 且o l j n g 实现，具体多的殴计和作图，叉要结合服装理论和服装设汁师 方法也是展平技术。先将3 D 人台展为2 D 纸样，得 的众多经验和技巧。含有大量的图形图像处理、多 到2 D 的人体造型，描到一个数字化板上，这样板上种非圆曲线的处理、等距线的处理、纸样转换算法、 2 D 纸样可以转换成人台表面上光标的3 D 特征，从排料算法、二维到三维和三维到二维的模型转换。 而将服装衣片定位在人台上。O k a b e 等人提出了具在三维服装c A D 设计中，还要进行三维动态人体模 有缝合特征的服装组合技术。在要进行缝合的纸样 型处理、光照模型

22、处理、自由曲面的生成和光滑拼接 边线以及定位线等处确定“缝合”特征，每块样片在等工作。总之，随着计算机技术和对服装力学性能 缝合部分分成相同数量的有限元网格，以保证缝合。认识的不断发展，会开发出更方便实用的服装c A D 通过“缝合”特征，这些线条缝合在一起，形成3 D 圆软件系统，使服装设计人员凭借服装c A D 软件设计 柱体，未缝合部位保持开口状态。出具有高水平专家设计质量的产品。 226 界面设计3 D 服装c A D 系统的成功与否不 ，。 仅取决于生成有效的服装纸样，还取决于设计师与 参考文献 系统的交互作用。近年来的研究趋势是模拟手工操 l 刘卉等服装c A D 综述计算机辅助设

23、计与罔形学学报，2 0 0 0 作过程。设计师直接在屏幕上进行刨作。3 D 服装 伯) ：4 ”伽 c A D 系统还提供用户不同的观察视角。一般有前、2 Z = ：= 笼：尝：= = 冀禁 后、左、右、上、下和等高线等视图，能以任意线为轴 3Pv d m 0I 。k 删：h 。c k 0s l 帅。：h d 划。血m 。J o L 】 线进行放大、摇动和旋转处理。NMn 甜b t 【p ：，l l l i 脚m 。i 舶c h ，A 肼c L E s ，a n 9 7h t “ 1 9 9 7 3服装c A D 技术发展方向 4 李明菊基于人体数据的三维服装可视化和纸样制作技术的发 随着计算

24、机科学与技术的迅猛发展，G c A 。系 ，：罢釜甓嘉：三慧蠹。海国际服装文化 统的含义正在从以计算机二维图形学为基础的放 节一服装论坛 码、排料、款式设计、纸样设计等几项功能，升华和扩 斗- _ 女女* * * 4 * l 女_ _ 女女$ 女* * 女l _ 女女女女* 女I 女女女女女女t 女女女十# 女* * 女女牝 _# ；欢 迎订阅 纺 织 学报l 鲁鼍 凑芥带帝带带蒂莽齐琴二书带 Fa f 弗书弗举奉帚币卡带 符弗齐芥齐丰，F 币带蒂蒂书带齐蒂币带带带带带齐蒂币齐蒂书 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark