基于CLO3D的中國傳統服飾虛擬仿真設計資源建設研究

劉翔，白益凡

（咸陽師范學院，陜西 咸陽 712099）

隨著計算機技術的發展，近些年來3D 虛擬仿真技術開始漸漸應用在軍事、制造、服務、教育等行業，它是以虛擬現實為基礎，進行三維仿真，在服裝領域中，3D 虛擬仿真與試衣"3D virtual fitting"也成為研究的熱點，也是服裝設計與教育未來發展的方向之一。

1 傳統服飾的虛擬仿真資源建設現狀

中國傳統服飾以及遺存品，在發展當中受到各種因素的影響，出土文物等存在缺失、損毀，民間印染、織繡等手工藝非遺面臨著傳承的問題，很多服飾保存品是不可再生也不可循環。上世紀80 年代起，隨著計算機技術的發展，數字圖像處理、人工智能等技術漸漸走向成熟，為傳統服飾的文物保存、研究發展提供了新的機遇，傳統服飾走向數字化是傳承與發展的必然趨勢。在數字化時代的背景下，三維掃描、VR 虛擬展示、AR 增強現實、混合現實等新技術也得到了發展。CLO3D 是服裝設計用的虛擬試衣軟件，可以提取面料、色彩、設置三維數據，通過在計算機上編輯、繪制，形成2D 模板并實現2D 到3D 的轉化，其成品不受時間與空間的限制，可以用多樣化的視覺語言來展示服裝。CLO3D 軟件在韓國得到了廣泛的應用，并且在文物保護、教育、設計領域中成為普及的一款服裝設計輔助工具，擁有多樣的面料、成衣版型資源庫。在傳統服裝產業化需求增大以及信息化的背景下，國內一些服裝相關企業與高校也在使用CLO3D 虛擬著裝程序。在國內虛擬仿真的服裝設計主要在成衣打版、創意設計等應用，傳統服裝的版塊資源較少，模塊化的資料建設，對于傳統服飾的數字化發展有著重要的意義。

2 傳統服飾的虛擬仿真設計技術路線與內容分析

傳統服裝虛擬仿真依托于CLO3D 系統，主要的內容包含了人體模特建模，制版與數據輸入，面料與色彩設置，虛擬試衣與驗證幾個階段。

2.1 傳統服裝的資源分類

傳統服飾的色彩豐富，樣式也較多，通過統計整理以面料、色彩與基礎版塊為中心，對傳統服飾的設計素材進行分類整理。

根據中國傳統服飾的基本形制樣式，結構上以“上衣下裳”類，“衣裳連屬”類，“上下通裁”類進行分類[1]。色彩上，以五行五色為基礎的主要色彩體系的色塊整理。面料上，中國傳統面料以棉、麻、紗、綢緞等為主，面料工藝以刺繡、蠟染、扎染等手工藝為特色，紋樣按照獨立紋樣、動物、植物、幾何、抽象紋樣進行劃分整理提取。

2.2 虛擬仿真人體模特選擇與數據設定

CLO3D 系統中的Avatar 中有男性、女性、兒童等多種基本模特的原型，可以與發型、鞋子等，體型可以在虛擬模特編輯器的身體的軀干、四肢等主要身體部位的圍度、高度、寬度等進行編輯，允許修改的人體模特尺寸中包括了服裝制作必要的全肩曲線值、浪高值、全浪值等，模特的體型與身材可根據服裝樣板與制作的需要進行設置。按照服裝中體型的分類，類型有Y（偏瘦）、A（正常）、B（偏胖）、C（肥胖）四個大類，傳統服飾的體型選擇可以根據中國國家服裝標準GB/T1335.2-2008 女子服裝號型[2]，男子號型則可以GB/T 1335.1-2008 為參考，根據中國人男性或女性平均的尺寸進行設置，得到所需的虛擬模特的原型，選擇適合中國人的皮膚紋理，并通過環境區域的360 度旋轉、縮放多角度的觀察、修改，如圖1。

2.3 2D 板片的設計

中國傳統服飾的款式較多，但是按照形制和基本樣式可以分為長短袖上衣、袍式、裙、褲幾個類型。以長袖短上衣直領對襟為例，中國傳統服飾以平面、十字的裁剪結構為特色，運用內外部多邊形等制版工具，構架出十字型結構原型，并以此為原型，衣長以唐宋時代的短襦常見款為依據，袖子、衣身都設置成為直筒型的基本形狀，對板片的形狀、長短等通過移動點或線修改，改變板片以及內部線與形狀，編輯修改后達到對款式的調整，同時可直接設置擴大或縮小的數值，變換成為不同樣式。在此基礎上，可以根據常見的款式擴充系列版型，不斷的豐富樣板資料（圖2）。

2.4 虛擬縫合與試衣驗證

CLO3D 有2D 模式與3D 虛擬著裝的雙模式，可以制圖和試衣同時進行，解決了普通2DCAD 到3D 轉化的問題。另外，2D 板片和虛擬縫紉的精確度可以達到0.1mm，中國傳統服飾的結構不復雜，因此以原型為基礎的模塊化應用成為可能。

2.4.1 2D 到3D 的轉化

要實現2D 板片到3D 的轉化，需要進行模擬縫制與穿衣。在CLO3D 雙窗口中，3D 窗口進行穿衣準備，雖然可以利用安排點，進行試衣位置與穿著形式的擬定，但是做為平面結構的中國傳統服飾來說，寬大、不貼身、袖長和寬度都遠遠大于虛擬模特的體型，從試衣技術角度來說，立體式安排點試衣模式很難實現合理的著裝（圖3），試衣模擬穿衣在模特上位置排列時可以采取垂直排列然后再縫紉線虛擬縫制，或者水平排列先模擬穿衣后縫紉的方法（如圖3）。

2.4.2 3D 虛擬試衣調整

虛擬穿衣后需要對著裝效果進行調整，因為袍或者上衣的袖子都蓋過手臂，著裝后容易出現四肢等跳出面料的情況，根據骨骼架構活動的原理，運用X-Ray 關節點調整，可以對動作細節調整，但是由于試穿功能還存在著一定的限制，在已穿好的服裝中，大幅度的動作會使服裝與人體脫離，因此以小范圍調整為主。

試穿后確認各細節，試衣是原型檢驗的第一步，同時檢查服裝的正面、側面、背面，袖籠與衣身穿著的自然程度，對有問題的部分，可以直接在2D 板片中進行調整，再次模擬試穿即可，通過虛擬試穿可以大大縮短服裝開發過程所需的時間。服裝樣板在開發過程中的修改和調整至少要在二次到三次甚至更多。另外，如果面料著裝后為了讓面料平整，可以使用歸拔工具進行“熨燙”處理，調整收縮率，以達到預想的著裝效果。

在CLO 模特中可以實現自動和手動放碼的功能，如果調整好的服裝板片較為合適，可以根據設計與開發需要進行放碼。通過虛擬試衣的驗證，得出穿著效果好的基本服裝板片，每一件服裝的板片繪制試穿調整后，建立樣板模型。

2.5 面料模擬與色彩分區

CLO3D 中的面料庫中有棉、絲綢、毛呢、皮草等多種材質，按照分類的不同，其成分、重量、厚度、紋理的也不同。在傳統服裝的面料模擬，可以直接從傳統服飾面料分類的素材中選取面料進行面料填充，著裝后顯示的效果是與面料素材中一致的，其紋理粒子大小也會隨著面料在衣片中的縮放程度顯示的清晰度與效果不同。如果想要創造出更加多樣的面料表現形式，可以將傳統服飾的面料素材與CLO3D 面料庫中的材質相結合，換句話說就是先選擇材質，再添加面料紋理，這樣可以將面料的質感與素材中的紋樣疊加表現，并且可以對材質的飽和度、光澤度、光滑程度以及材質的細部形態、彎曲度、密度等進行編輯與設置，增加厚度渲染等，從而形成更加逼真的效果。

在面料確定后，進行色彩的選擇，根據傳統服裝色彩的色塊提取，確定色彩色調的比例，可在調色板庫中對RGB 值,HSV 和CMYK 的色彩百分比進行調節，或者直接在色彩分類庫中尋找，選擇適合的顏色（圖4）。

3 應用與資源擴展

在服裝的虛擬試衣過程中，模特的尺寸可以隨時重新設置與修改，服裝版型可進行自動放碼，可以改變大小碼、幼兒、男性、女性、特殊身體等，制作出各種不同的服裝。導出，版片外線(DXF)，Adobe(PDF)，Plotter(PLT)，BOM(XML)工藝單(JSON)，OBJ，FBX，LXO 等格式，還可以通過glTF(2.0）進行設計的擴展，對3D文件的內容進行傳輸與加載。

另外，還可以運用動畫模式構建虛擬時裝秀，設定模特的關節位置演繹各種姿勢等，將OBJ3D 場景模型加載，導入OBJ 場景，做為走秀的舞臺背景，另外與模特相對應的motion，進行走秀動畫的錄制，在此過程中可以看到模特動態行走下的狀態，可以再次檢驗板片的合理性，發現其中的問題，同時可以進行視頻展示，并導出到Maya Cache (MC)，Point Cache 2，MDD Cache(Maya/3ds Max)等多種格式，實現了設計資源的多樣擴展，可以用于教學、工作、學習等。

3D 虛擬試衣在服裝領域的應用，代替手繪圖案，人工裁剪，制作樣品，3D 設計不受空間限制,可以節省費用、時間、資源，如果要制作樣品，一般會反復修改少則2 次，多則10 次，經過圖案制作、面料購買、裁剪等很多過程才能制作。如果使用3D,需要幾天的采樣過程也可以在一天內完成,而且所有工程都可以在程序內實現。可以無限修改，而且不需要原材料，所以在費用方面可以節省很多。以實際服裝樣品為例,如果不同品種的價格不同,而且有修改或追加工藝，會追加費用，這些在3DCLO 程序內都可以得到解決,節省很多費用。實現無限設計的可能性，即使使用多層布藝也能毫無問題地將虛擬仿真的效果表現出來，可使用加載數千種輔料，不僅可以制作禮服、制服、休閑服，還可以實現包、飾品等服飾配件的制作。服裝廓形也可以通過熨燙等后處理工藝美觀的展示出逼真的效果。

4 結論

基于CLO3D 系統的傳統服飾設計，以服裝的構成原理及材料的特性為基礎，首先虛擬模特的構成設置入手，并對所穿戴的材質和著裝假設、軟件的各屬性之間的關聯把握好，同時考慮傳統服飾的特點。通過設計資源建設，對傳統服飾的研究與開發，特別是對縮短樣品制作時間將起到很大的作用。中國傳統服飾體系龐大，樣式與分支較多，如果可以將資源陸續的整合與擴充，并建立模塊與鏈接，在三維虛擬著裝的素材庫中進行有序的資源分類，對于服裝設計的研發和專業教育的發展有這重要的意義。