服裝虛擬展示和試衣系統(tǒng)分析

李 嬌，郭瑞良，魏 丹

(北京服裝學(xué)院，北京 100029)

服裝虛擬展示和試衣系統(tǒng)分析

李 嬌，郭瑞良，魏 丹

(北京服裝學(xué)院，北京 100029)

文章簡(jiǎn)要介紹了服裝虛擬展示技術(shù)的發(fā)展，分析了虛擬試衣系統(tǒng)的原理和面臨的難題，并詳細(xì)論述CLO 3D系統(tǒng)的基本架構(gòu)與流程，為相關(guān)企業(yè)和設(shè)計(jì)人員提供一定參考。

三維展示；虛擬試衣系統(tǒng)；模擬

基于現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建的虛擬三維服裝展示藝術(shù)改變了傳統(tǒng)的采用真人模特試衣的方式，通過(guò)構(gòu)建人體模型→虛擬樣衣縫合→模特虛擬展示這一系列流程再現(xiàn)了真實(shí)的著裝效果，極大地縮短了服裝的設(shè)計(jì)時(shí)間，從而減少了成衣的生產(chǎn)周期，對(duì)商家和消費(fèi)者都有很大的幫助，更加符合服裝的現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。

1 服裝虛擬展示技術(shù)的發(fā)展

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)時(shí)尚產(chǎn)業(yè)、時(shí)尚消費(fèi)的便捷性和個(gè)性化需求越來(lái)越高，這促進(jìn)了服裝虛擬展示的產(chǎn)生和發(fā)展。自20世紀(jì)80年代中后期以來(lái)，服裝虛擬技術(shù)經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單織物形態(tài)的靜態(tài)模擬到三維復(fù)雜服裝動(dòng)態(tài)模擬的過(guò)程。與二維展示服裝相比，三維虛擬展示更加豐富多彩，它運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科知識(shí)，建立了數(shù)字化的服裝生產(chǎn)系統(tǒng)，將人體測(cè)量、服裝設(shè)計(jì)、著裝效果等方面連接在一起，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和交互技術(shù)就可以進(jìn)行服裝的立體展示。

作為服裝數(shù)字化發(fā)展的最新產(chǎn)物，三維虛擬試衣軟件種類日益增多，已基本能實(shí)現(xiàn)三維服裝的設(shè)計(jì)與修改，使設(shè)計(jì)師或購(gòu)物者能夠隨時(shí)觀察服裝的色調(diào)、懸垂性、質(zhì)感以及服裝穿著在人體上的整體效果。目前的三維虛擬試衣軟件有美國(guó)Gerber的V-stitcher、法國(guó)Lectra 的Modaris V7、日本的I-Designer、韓國(guó)的CLO 3D以及韓國(guó)首爾大學(xué)的DC-Suit等。

2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

虛擬試衣技術(shù)在國(guó)外的研究比較成熟，代表性的有瑞士MIRALab實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的MIRACloth系統(tǒng)[1]；試衣網(wǎng)站主要有My Virtual Model和Fit-me.com[2-3]，My Virtual Model試衣間為消費(fèi)者提供了大批能夠試穿的服飾，并能提供較為時(shí)尚超前的線上三維試衣工具，初步實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上服裝銷(xiāo)售的虛擬試衣；Fit-me.com采用尺碼推薦技術(shù)向消費(fèi)者推薦最適合其體型的服裝尺碼，這樣可增加消費(fèi)者對(duì)服裝信息的獲取量，極大促進(jìn)了服裝銷(xiāo)售。

國(guó)內(nèi)對(duì)虛擬試衣系統(tǒng)的研究起步較晚，大多數(shù)服裝購(gòu)物網(wǎng)站都還停留在通過(guò)文字描述和實(shí)物照片結(jié)合的形式向消費(fèi)者展示服裝商品，但也取得一定成果。其中，由杭州森動(dòng)數(shù)碼科技發(fā)布的“3D 互動(dòng)虛擬試衣間”于 2011 年成功落戶海寧皮革城[4]。國(guó)內(nèi)以“和炫試衣”為主要代表的試衣網(wǎng)站有face72、41go 及 okbig等，這些網(wǎng)站提供給消費(fèi)者不同體型的模特，消費(fèi)者只需輸入自己的身體數(shù)據(jù)便能找到符合自己體型的模特，然后就可以試穿服裝。此外，江南大學(xué)民間服飾博物館基于“CLO 3D”三維服裝展示軟件制作的民間服飾的虛擬展示，逼真地模擬出了館藏的漢民族服裝文物的質(zhì)感，很好地解決了民族服飾展示的問(wèn)題[5]。由此可見(jiàn)，虛擬三維服裝展示技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)。國(guó)內(nèi)的高校如東華大學(xué)、北京服裝學(xué)院、浙江理工大學(xué)等都在這個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)研究，并取得了一定的成果。

3 虛擬試衣系統(tǒng)原理

虛擬試衣系統(tǒng)是指通過(guò)立體視覺(jué)原理或消費(fèi)者人體的三維信息，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)構(gòu)造人體的三維模型，消費(fèi)者可以從計(jì)算機(jī)內(nèi)所存儲(chǔ)的服裝效果圖來(lái)選擇自己喜歡的款式，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的圖像處理和圖形學(xué)原理把選擇的服裝“穿”到自己的三維人體模型上，顯示三維人體模型的立體著裝效果[6]。

二維到三維的虛擬試衣是將二維的衣片覆蓋在虛擬的三維人體模型上，通過(guò)假縫的方式給與人體試穿服裝，并可以模擬人體的各種動(dòng)作，進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的展示，使用戶可以看到服裝的上身效果。在模擬的過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)改變面料對(duì)虛擬服裝的影響以及細(xì)節(jié)方面的變化，便于用戶及時(shí)調(diào)整二維樣片和修改面料。虛擬服裝的模擬涉及二維裁片的虛擬模擬、二維裁片的虛擬縫合、三維服裝運(yùn)動(dòng)形變的約束控制以及二維裁片與人體模型的碰撞檢測(cè)等關(guān)鍵性問(wèn)題[7]。三維虛擬試衣系統(tǒng)將二維紙樣與三維服裝之間產(chǎn)生了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)定位關(guān)系，三維服裝會(huì)隨著二維紙樣的改變而順應(yīng)變化，有著連帶修改完善的作用。

4 虛擬試衣系統(tǒng)存在的問(wèn)題

目前用戶在使用虛擬試衣系統(tǒng)時(shí)，對(duì)虛擬模特和服裝的仿真性方面都有很多的反饋意見(jiàn)，計(jì)算機(jī)模擬服裝面料還不能很好地表現(xiàn)出面料的質(zhì)感、懸垂效果等，要真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬試衣系統(tǒng)，確保虛擬服裝做得更加逼真和有質(zhì)感，還要解決以下問(wèn)題：

4.1 個(gè)性化人體模型的建立

人體模型是虛擬著裝的主體，而人體體型差異較大，如何建立逼真的數(shù)字化人體模型，是服裝虛擬展示中的關(guān)鍵問(wèn)題。綜觀學(xué)者們的研究成果，雖然人體建模技術(shù)已達(dá)到較高水平，但仍沒(méi)有能完美表達(dá)人體表面信息的建模方法[8]。

4.2 服裝面料仿真效果的優(yōu)化

面料是服裝的基礎(chǔ)，服裝的縫合便是面料的縫合。受面料自身力學(xué)性質(zhì)的影響，衣片穿著在人身上可能存在與人體碰撞，虛擬服裝不能夠貼合人體曲面起伏形態(tài)的問(wèn)題。目前對(duì)面料的彈性、懸垂性、色澤等的模擬仍是技術(shù)難題[9]，而面料自身的屬性會(huì)很大程度影響服裝整體的展示效果。

4.3 服裝模型的動(dòng)態(tài)模擬研究

虛擬模特運(yùn)動(dòng)時(shí)，服裝會(huì)與身體產(chǎn)生接觸，自身也會(huì)交互碰撞及產(chǎn)生高度復(fù)雜的各向異性和非線性力學(xué)行為，這些動(dòng)作的模擬是服裝從靜態(tài)懸垂到動(dòng)態(tài)變形的技術(shù)難題[5]。

5 基于CLO 3D的虛擬服裝設(shè)計(jì)與制作

CLO 3D是一款由韓國(guó)開(kāi)發(fā)的虛擬服裝縫合軟件，同時(shí)集成了衣片繪制和虛擬試衣功能，使得紙樣的繪制與試衣功能在一個(gè)界面下就可完成，實(shí)現(xiàn)了人體掃描→虛擬縫合→模特虛擬展示于一體的智能服裝設(shè)計(jì)流程，其中人體模特可通過(guò)三維掃描儀掃描后導(dǎo)入，也可通過(guò)系統(tǒng)中的模特編輯器來(lái)編輯模特的身體尺寸。虛擬樣衣的縫合與展示操作流程如圖1所示。這類軟件的出現(xiàn)，能極大地滿足MTM量身定制的要求，提高工作效率，降低成本。

圖1 虛擬樣衣的縫合與展示操作流程

5.1 虛擬化身參數(shù)調(diào)整

CLO 3D 系統(tǒng)中提供有男、女、兒童三類虛擬化身，分為胖高、瘦矮、胖矮和瘦高四種基本體型，且提供有東、西方兩類人種。用戶可以導(dǎo)入人體模特，也可選擇系統(tǒng)提供的人體模特，并按照自己的需求調(diào)整虛擬化身的各部位尺寸參數(shù)，包括高度、長(zhǎng)度和圍度等方面。

5.2 2D紙樣設(shè)計(jì)

CLO 3D虛擬試衣平臺(tái)與其他服裝CAD軟件有很好的兼容性，可導(dǎo)入現(xiàn)有二維樣板的DXF-AAMA格式文件，也可以利用板片生成工具在板片窗口進(jìn)行創(chuàng)建，如制作多邊形、矩形、圓形以及內(nèi)部圖形工具等。其中內(nèi)部圖形工具可用來(lái)繪制口袋、扣子的位置或在繪制板片的熨燙線、褶等的時(shí)候使用。另外，若需對(duì)已導(dǎo)入板片的點(diǎn)或線進(jìn)行變化與修改，可利用編輯板片工具和調(diào)整工具等。

5.3 衣片安排與縫合

系統(tǒng)中虛擬化身周?chē)O(shè)定有安排點(diǎn)和安排面，用戶可直接將樣片安排在相應(yīng)的人體部位，且可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整、追加或刪除。系統(tǒng)中的衣片縫合方式有線縫紉和自由縫紉兩種。線縫紉是以縫邊線為單位進(jìn)行縫合的方式，如前后身衣片的側(cè)縫線的縫合。自由縫紉是以縫邊線的一部分為單位進(jìn)行縫合的方式，如領(lǐng)片與領(lǐng)口弧線的縫合。兩種縫合方式都有指定縫合方向的標(biāo)志，用戶可以利用縫合方向的不同制作衣片中的褶，根據(jù)情況變化變換使用兩種縫合工具。

5.4 面料仿真處理

面料處理功能包括面料的紋理安排、面料的配色及物理屬性設(shè)置等。其中紋理安排是為了使模擬效果更加真實(shí)而添加的服裝面料的圖像，利用面料圖像工具可以調(diào)整添加面料的圖樣和方向。面料的物理屬性是決定服裝外觀感覺(jué)的重要因素。系統(tǒng)中的面料物理屬性包括緯向強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、密度、摩擦系數(shù)及壓力等。通過(guò)調(diào)整這些屬性值，系統(tǒng)可以表現(xiàn)出棉、牛仔布、絲綢和皮革等面料的不同外觀感覺(jué)，使虛擬服裝面料更加逼真。如提高 Shear的比率可表現(xiàn)易出褶的布料；Buckling值的設(shè)定可以改變布料的彎曲特性。

5.5 模擬與展示

用戶在對(duì)衣片進(jìn)行虛擬縫合后，進(jìn)行模擬，此時(shí)用戶便能看到服裝穿著后的立體效果。同時(shí)，當(dāng)虛擬化人身穿上服裝時(shí)，肩部、胸部等與服裝緊密接觸的部位會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，壓力大小程度可以用顏色和數(shù)字表示，通過(guò)觀看壓力分布圖可以在一定程度上幫助用戶分析服裝是否合體。另外，靜態(tài)的服裝制作完畢后，用戶可以利用系統(tǒng)進(jìn)行服裝的動(dòng)態(tài)展示，使效果更加直觀。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科技及電子商務(wù)的快速發(fā)展，服裝的展示向著智能化的三維服裝虛擬展示方向發(fā)展已是大勢(shì)所趨。三維服裝虛擬試衣系統(tǒng)的應(yīng)用極大縮短了成衣的生產(chǎn)周期和展示成本，在服裝個(gè)性化設(shè)計(jì)與定制傳統(tǒng)服裝的數(shù)字化展示等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，有助于提升服裝行業(yè)整體水平的發(fā)展。

[1] Cordier F，Seo H，M-Thalmann N. Made-to-measure Technologies for An Online Clothing Store[J].IEEE Computer Graphics and Applications，2003，23(1)：38-48.

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Analysis on Virtual Garment Display and Fitting System

LiJiao,GuoRuiliang,WeiDan

(Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing 100029, China)

In this paper, the development of garment virtual display technology was introduced and the principle and the problems of virtual fitting system was analyzed, then the basic structure and process of CLO 3D system were discussed in detail. It provides references for relative enterprises and designers.

three-dimensional display; virtual fitting system; simulation

2017-06-27

李 嬌(1991—)，女，河南安陽(yáng)人，碩士研究生。

TS941.26

A

1009-3028(2017)04-0029-03