立體裁剪技術對三維服裝ＣＡＤ研究的啟示

徐文鵬　強曉煥　侯守明

相對其它行業來說，三維CAD技術在服裝業的研究與應用有一些滯后。究其原因，在于現有三維服裝CAD技術并沒有充分發揮其優勢：造型的直觀性、準確性與快捷性。這些優勢為立體裁剪所共有，因此，立體裁剪技術可以為三維服裝CAD技術更好地發揮其優勢提供參考與指導。文章在對立體裁剪進行剖析的基礎上，對三維服裝CAD研究給出了三點啟示。

Research and application of 3D CAD technology in garment industry falls behind comparing with other industry, The reason is that the present technology of 3D Garment CAD has not make best of the advantage of 3D Garment CAD which can model intuitively, accurately. Draping technology also has these advantages. Therefore, draping technology can provide some guidance for 3D Garment CAD to exert its advantages. After discussing some key issues of draping technology, this paper presents three enlightments for 3D Garment CAD.

目前，三維CAD技術在機械、建筑、教育等許多行業得到普及應用，已成為CAD應用發展的必然趨勢，服裝業也是如此。隨著我國社會和經濟的發展，人們對服裝的質量和合體性、個性化要求越來越高，使得服裝生產日趨“多品種、小批量、高質量”模式，使得服裝CAD技術迫切需要由目前的二維服裝CAD向三維服裝CAD發展。

三維服裝CAD（3 – Demension Computer Aided Garment Design，簡稱3D GCAD）技術是指在三維平臺上實現人體測量、人體建模、服裝設計、裁剪縫合及服裝虛擬展示等方面的技術。其最終目的在于不經制作服裝，便可由數字化人體模型在虛擬現實中完成著裝效果模擬，同時能得到服裝平面紙樣的準確信息。因此可大大節省設計時間和設計成本，并有助于提高服裝設計質量和生產效率，滿足現代服裝生產小批量快速化的市場需要。

目前3D GCAD主要應用于量身定做與模擬試衣等方面。這些應用包括服裝試穿、著裝運動舒適性的模擬及不同布料的懸垂效果模擬等，如美國格柏公司的Vsticher系統，以樣板、面料和圖案信息為基礎，可模擬虛擬人體的穿著效果；日本DFL公司的LookStailorX系統可在人體模型上直接三維款式設計，再將其展開成二維衣片等。

需要指出的是，與其它行業相比，3D GCAD的應用相對滯后。究其原因，在于當前研究應用并沒有充分發揮3D GCAD的獨特優勢。不僅如此，3D GCAD還通過三維人體測量等技術使得3D GCAD技術成本更高，技術過程更為復雜。為了解決上述存在問題，首先需要明確3D GCAD的獨特優勢，其次需要考慮如何充分發揮其優勢。

13D GCAD優勢與立體裁剪

相對二維服裝CAD來說，三維服裝CAD可以根據人體數據，模擬衣服的穿著效果，制作服裝的虛擬樣品，并為生產提供二維服裝裁片。由此可以看到，三維服裝CAD獨特的優勢即為造型的直觀性、準確性、快捷性。

造型的直觀性是指3D GCAD可以直觀地顯示服裝立體造型，以便于更好地觀察與審視；造型的準確性指3D GCAD中的服裝造型所見即所得，可以準確反映服裝樣品的幾何尺寸與比例、式樣等特征；造型的快捷性指3D GCAD中可以方便快捷地實現立體造型與平面裁片的轉換與映射，大大提高了設計的效率，降低了設計的繁瑣強度。

立體裁剪技術也具有上述優勢。它直接以人臺（人體）為操作對象，來獲得服裝造型和相應的平面紙樣。它側重于服裝整體造型，相對平面裁剪來說，它具有操作直觀性、造型準確性的優點。從以上分析看出，立體裁剪技術與3D GCAD都具有造型上的明顯優勢。因此，如何發揮這些優勢，立體裁剪可以為3D GCAD提供一定的指導與參考。

2立體裁剪技術對3D GCAD研究的啟示

2.1數字化人臺是基礎

立體裁剪以人臺為操作對象，沒有人臺，立體裁剪如同空中樓閣。同理，數字化人臺模型是3D GCAD的實施基礎。

人臺數字化技術借鑒現有的三維人體建模技術，可以有 3 類方法：（1）重建的方法。也即三維人體測量技術，它通過立體視覺、三維掃描儀等方式重建精細的人臺模型，但重建的結果中常存在缺陷與空洞，需要做大量的后處理工作。（2）創造的方法。借助于現有三維建模軟件如Maya、3DMax等，交互構建虛擬人體模型。建模工作需要相當的專業知識，制作時間較長，建模結果有過于人工化的感覺。（3）基于樣本的方法。通過插值或變形樣本人體模型，得到符合個性特征的人體模型。該方法根據人體的恒定結構特征和外形特性，可直接由人體的關鍵特征信息，得到三維人臺模型并可實現參數化。

考慮到數字化人臺要面向服裝設計，因此人臺模型必須要有足夠的精確性。同時，根據服裝設計的需要，人臺模型需要有不同類型、不同型號的系列，因此可以構建數字化人臺模型庫，為服裝設計提供更好的技術支撐。根據以上分析，第三種途徑既能保證人臺模型較高的精確性，又具備構建標準化人臺模型庫的可能，因此可優先考慮。

2.2參數化服裝建模技術是核心

立體裁剪的核心問題是要考慮如何在人臺上塑造出合體的服裝造型。其中，松量的調整對服裝造型效果起著重要作用，它實質上可看作是以放松量為參數來實現服裝造型。因此，3D GCAD要具有實用性，服裝建模技術，尤其是參數數化建模技術必然是其核心問題。

現有服裝建模技術大致可分為兩條路線：一是由二維衣片映射到三維人臺模型上，再虛擬縫合得到三維服裝；二是直接以人臺模型為載體，根據人臺模型的特征信息來構建服裝模型原型。兩條路線各具特色，第一條路線適用于驗證已設計好的衣片的穿著效果，如果用于服裝設計階段，則可能使設計過程需反復的二維與三維轉換，導致過程繁瑣；第二條路線所建立的服裝原型，只有在能較好地支持對其松量的交互調整與服裝曲面展開技術的基礎上，才具有一定的實用意義。

2.3布料與服裝模擬技術不可缺

實際操作中的立體裁剪通常需選用合適的白坯布在人臺上塑造所需的服裝造型，這是為了幫助設計師把握服裝造型的最終效果，同時也是節約成本的考慮。為了實現同樣的目標，3D GCAD也需要能對不同面料的服裝造型效果進行仿真，以便幫助設計師掌握不同面料的服裝造型效果，并為其選擇合適的服裝面料提供參考。

這里的服裝仿真技術由于其面向服裝設計，而不僅僅是服裝效果動畫，所以在技術上它應該具有以下特點：（1）不僅需要將面料的厚薄、挺括等特征對服裝造型效果的影響體現出來，還需要考慮服裝的結構特征如省、褶等對服裝外觀的影響；（2）它不能局限于無領無袖的一些簡單的服裝，應該能對較復雜的服裝造型進行仿真；（3）

由于面向服裝設計，因此在實際應用中，要求它能達到較好的仿真速度和效率，在較快時間內完成仿真過程。

3結語

切實提升3D GCAD的實用性與易用性，是3D GCAD研究的是一個亟待解決的重要問題。本文從如何發揮3D GCAD的優勢出發，結合立體裁剪的分析，對這一問題作了初步的探討，從立體裁剪技術角度給出了 3 條建議。它們對于完善3D GCAD的研究，促進其在行業得到更好更快地普及應用具有重要的實用意義。

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