數字化服裝設計的發展與技術創新研究

王璐璐，王　軍，傘　文，白曉帆，畢聰穎，周紫浩，姚　彤

(大連工業大學，遼寧 大連 116034)

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數字化服裝設計的發展與技術創新研究

王璐璐，王軍，傘文，白曉帆，畢聰穎，周紫浩，姚彤

(大連工業大學，遼寧 大連 116034)

文章全面分析了數字化技術在服裝行業的應用，并結合服裝生產制造領域中的三維人體測量技術、服裝CAD技術、虛擬縫合試衣技術等，設計出量、畫、縫、試、改、做六位一體數字化流程體系，對服裝數字化的發展起到一定的借鑒意義。

服裝數字化；三維人體測量；服裝CAD；CLO 3D虛擬縫合試衣技術

社會經濟的高速發展，消費水平與生活質量的提高，使得人們對服裝的合體性、個性化、舒適性的要求越來越高。服裝行業開始向著“多品種、小批量、短周期、快交貨”的方向發展。伴隨著數字化技術和網絡技術的不斷發展，傳統的服裝行業開始步入全新的信息化時代。三維人體測量技術的應用、服裝CAD技術的不斷完善、虛擬縫合試衣技術的出現，為工業化的量身定制打下基礎。

數字化的樣衣制作不僅為企業節省了大量成本，滿足了多品種、小批量的生產要求，還能讓消費者看到服裝穿在身上的立體效果。本文對服裝領域的數字化技術及其應用情況進行了深入分析，重點分析了三維虛擬縫合試衣的相關軟件及數字化樣衣的制作流程。

1　數字化服裝的概述

服裝數字化是指以數字化信息技術為基礎，以數學、計算機、網絡技術為依托，通過對服裝設計、加工、營銷等環節中的各個方面的數據信息收集、整合、存儲、傳輸和應用，最終實現企業資源的最優化配置。數字化服裝技術的內容主要有：以服裝產品開發為主的數字化服裝設計技術；以服裝產品制造加工為主的數字化服裝生產加工技術；以服裝企業生產運營管理為主的數字化服裝生產管理技術[1]。

1.1三維人體掃描技術的原理及應用

目前常用的測量方式主要有接觸式測量和非接觸式測量兩種方式。非接觸式測量方法主要有基于光學的激光三角法、激光測距法、結構光法、圖像分析法以及基于聲波、磁學的方法等。對人體的測量多是基于激光光學三角測量的原理。三維人體掃描技術是以現代光學技術為基礎，融合電子學、計算機圖像學、信息處理、計算機視覺、軟件應用技術和傳感技術等多種科學技術為一體的測量技術。目前國際先進的三維人體掃描儀主要以光電和激光技術為基礎，如英國的Model WBX人體掃描儀、美國的TC2公司的NX-16 3D掃描儀、德國的Vitus三維掃描儀等[2～5]。

三維人體掃描技術的發展已較為成熟，可實現較快的測量速度和較高的測量精度。圖像信息也由原來無色彩的簡化信息發展為捕捉每個空間點的顏色信息，這都為服裝的MTM和EMTM奠定了基礎。以服裝定制為主的紅領集團推出了服裝3D人體測量儀，為客戶提供快速準確的量體服務。紅領的量體共需測量19個部位22個數據，這些數據成為驅動整個系統運轉的源頭，其中每個數據的變化會導致一個版型的9996個數據聯動，實現了“一人一版，一衣一款，一件一流”；愛慕內衣也為符合要求的客戶提供數字化的量體服務，使內衣更好地滿足客戶的需求；大連工業大學通過三維掃描技術測量了大量的人體數據信息之后，建立了東北地區青年女性人體數據庫，結合數據庫研究出東北地區青年女性標準體尺寸，并結合美學原理利用手工方式塑造出人體模型，再經掃描、數字化的修正最終利用3D打印技術輸出環保的人體模型，該方法植入了逆向工程的觀念，也是三維掃描技術的一個重要應用。

1.2服裝CAD技術的應用

服裝CAD系統即服裝計算機輔助設計系統，是計算機參與服裝產品設計和制造的系統。服裝CAD是一項集服裝款式設計、服裝結構設計和工業樣板設計與計算機圖形學、數據庫、網絡通訊等技術于一體的現代化高新技術[6]。服裝CAD實現了數字化的2-D服裝裁片。目前使用的服裝CAD品牌主要有美國格博(Gerber)、法國力克(Lectra)、加拿大派特(PAD)、日本楊格、日本旭化成、德國艾斯特(Easter)、西班牙的艾維(Investronie)、中國至尊寶紡、航天、日升、博克等系統。服裝CAD系統正朝著智能化、三維化和快速反應的方向發展，數字化服裝設計技術的研究應用范圍也在不斷擴大。

1.3虛擬縫合試衣技術的原理及應用

三維服裝造型技術的研究是建立在對柔性織物的仿真研究基礎上的。因此對織物進行逼真的模擬是實現三維服裝造型的前提。虛擬服裝的模擬涉及2-D裁片的虛擬模擬、2-D裁片的虛擬縫合、3-D服裝運動形變的約束控制以及2-D裁片與人體模型的碰撞檢測等關鍵性問題[7]。基于2-D計算機圖像學的服裝CAD系統已經具有較為完善的款式設計、樣板設計、放碼、排料等功能。而2-D裁片的虛擬縫合、3-D服裝運動形變的約束控制以及2-D裁片與人體模型的碰撞檢測等問題也在逐步解決，如采用縫合力來控制2-D裁片虛擬縫合，采用質子-彈簧模型對服裝進行虛擬模擬，而后通過服裝的縫合工藝設置縫合對位及縫合約束來實現2-D向3-D轉換。

目前國內應用較多的虛擬縫合試衣軟件有：CLO 3D虛擬縫合軟件是上海嘉納紡織品科技有限公司與韓國克羅公司、法國歐斯特公司建立合作并研發的服裝虛擬縫合軟件。它實現了人體掃描—虛擬縫合—模特虛擬展示于一體的智能服裝設計系統；德國的艾斯特(Assyst)系統分為不同的模塊，可以實現2-D裁片的精確繪制、2-D裁片的虛擬縫合、3-D服裝的虛擬試穿以及結合人體測量的MTM量身定制系統，實現了三維掃描人臺與三維試衣的無縫連接。

2　基于CLO 3D平臺的三維立體服裝的設計與制作

三維一體化系統一共分為三個部分：三維人體掃描儀系統；3D試衣系統；數據庫檢索系統。

CLO 3D是一款獨立軟件，主要由CLO Enterprise Online Auth和CLO Show Player 3兩個模塊組成。前者可以完成服裝的虛擬縫合、樣板的修改、模特動勢的錄制功能。后者可以完成虛擬的T臺服裝展示，能夠較為逼真地模擬服裝的動態展示、場景環境以及燈光效果，如圖1。

圖1　CLO 3D軟件基本功能圖

CLO 3D虛擬試衣平臺與其他服裝CAD軟件有很好的兼容性，可導入現有二維樣板的DXF-AAMA格式文件，結合服裝工藝方法通過計算機的虛擬縫合操作即可得到三維虛擬服裝的試衣效果。在虛擬窗口中，不僅可以直觀地查看服裝穿著在模特身上的整體效果，還可以有效地檢驗所制樣板的合理性。虛擬樣衣的縫制與展示操作流程，如圖2所示，其中人臺模特可通過三維掃描儀掃描后導入，也可通過系統中的模特編輯器來編輯模特的身體尺寸，極大地滿足了MTM量身定制的要求。CLO Show Player可制作交互式的三維虛擬時裝秀，實時照明、視角甚至服裝都可以隨時變化，同時可以變換三維舞臺，使制作的服裝既逼真又美觀。

圖2　虛擬樣衣的縫制與展示操作流程圖

三維虛擬試衣系統，可用于企業的樣衣制作，不僅提高了樣衣制作的速度、豐富了樣衣的制作途徑，還可以大幅降低樣衣的制作成本。同時，虛擬試衣系統可以提升用戶的購物體驗，實現基于用戶數據的人體模型與3D虛擬服裝匹配，進行網上虛擬試衣[8～9]。CLO 3D虛擬試衣軟件與其他三維動畫制作軟件有很好的適應性，因此在特效影視制作以及網絡視頻游戲等諸多領域都有很大的應用前景。CLO 3D可以輸出與Maya、3ds Max等軟件相適應的三維服裝格式，使服裝設計與動畫制作相融合，豐富了動畫服裝的款式，減少了動畫服裝的制作時間[10]。

3　實現量 畫 縫 試 改 做六位一體的數字化流程體系

數字化技術貫穿著服裝從設計到生產的每一個過程，真正實現了量、畫、縫、試、改、做六位一體數字化流程體系，量指三維人體測量技術、畫指服裝CAD計算機輔助設計技術、縫指三維虛擬縫合技術、試指三維試衣技術、改指基于數字化手段的樣衣修改、做指服裝CAM計算機輔助制造技術。該數字化流程體系，如圖3，在設計師設計好款式之后可以在三維人體數據庫中選擇用戶的尺寸數據，如果是新用戶可以新建客戶資料并掃描用戶數據，以備再次使用。獲得了準確的人體尺寸以后結合服裝CAD軟件繪制工業樣板，做到“一人一板”。再通過CLO 3D虛擬試衣平臺進行虛擬縫合，在三維服裝模型初步形成后可以選擇服裝的面料以及色彩，完成虛擬樣衣的制作。然后觀看虛擬試衣的效果，如不滿意可以針對虛擬樣衣進行實時的修改，如滿意即可以制作實體成衣。經過數字化的量體和裁衣，并虛擬縫合之后的服裝可以很直觀的觀察到服裝穿在人體上的效果，同時有不合適的地方還可以修改，大大提高了服裝的合體性，提升了用戶的滿意度。

圖3　量、畫、縫、試、改、做六位一體的數字化流程體系

4　總結

基于計算機信息技術的數字化技術已成為服裝行業發展的重要動力，數字化是服裝行業走向未來的必經之路。數字化的三維人體測量改變了傳統的測量方式，數字化樣衣的出現和應用完善了服裝生產的數字化流程，使服裝的生產流程實現了量、畫、縫、試、改、做六位一體的全方位數字化流程體系。目前數字化服裝應用技術的研究前景廣闊，還有很多關鍵技術有待深入研究，但數字化的服裝設計、生產和營銷已成為企業核心競爭力，通過對整個產業進行數字化與信息化改造，將為企業帶來新的發展契機。

[1]徐青青.數字化服裝設計與管理[M].北京：中國紡織出版社，2006.

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[3]姚彤，王軍，孟麗華，等.基于非接觸式三維人體測量的東北地區女青年人體比例研究[J].大連工業大學學報，2014，33(3)：226—228.

[4]Bretschneider T，Koop U，Schreiner V，et al. Validation of the Body Scanner as A Measuring Tool for A Rapid Quantification of Body Shape[J]. Skin Research and Technology，2009，15(3)：364—369.

[5]李中偉.面結構光三維測量技術[M].北京：華中科技大學出版社，2012.

[6]林娜.基于三維虛擬試衣技術的連衣裙樣板設計CAD實驗研究[D].上海：東華大學，2014.

[7]朱廣舟.服裝數字化設計：三維人體建模與虛擬縫合試衣技術[M].北京：中國紡織出版社，2014.

[8]曾雪波.虛擬服裝個性化動態展示[D].上海：上海工程技術大學，2014.

[9]高長寬，胡守忠.數字化服裝虛擬展示、網絡定制商務系統的研究[J].上海紡織科技，2014，42(4)：57—60.

[10]魏迎凱，喬梅.基于三維動畫軟件進行服裝設計的研究[J].輕紡工業技術，2012，41(4)：139—141.

A Research on the Development of Digital Fashion Design and Technology Innovation

WangLulu,WangJun,SanWen,BaiXiaofan,BiCongying,ZhouZihao,YaoTong

(Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)

In this paper， digital technology which was used in garment industry was analyzed comprehensively. 3D body scanner, garment CAD technology, virtual sewing fitting technology and other technologies which were used in the area of producing and making clothes were used to design a digital system of measuring, painting, sewing, trying on, correcting and making. It provided

for the development of clothing digitilization.

clothing digitilization; 3D body scanner; garment CAD;CLO 3D virtual sewing fitting technology

2016-08-10

2016年度大連工業大學科技創新項目：基于CLO 3D平臺的三維立體服裝的設計與制作(201610152142)

王璐璐(1994—)，女，河北保定人，學士。

TS941.79

A

1009-3028(2016)05-0035-04