基于PGM的三維人體試衣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

余偉朝，馬巧梅，申連雄

（1.寶雞文理學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院，陜西 寶雞 721016；2.榆林廣播電視臺(tái)，陜西 榆林 719000）

隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，三維人體虛擬試衣系統(tǒng)逐漸受到年輕人的青睞[1]。服裝設(shè)計(jì)和試衣系統(tǒng)其實(shí)是緊密相連的[2]，服裝設(shè)計(jì)是虛擬試衣系統(tǒng)的前提，虛擬試衣系統(tǒng)是服裝設(shè)計(jì)的驗(yàn)證[3]。為了滿足顧客對(duì)服裝的個(gè)性化設(shè)計(jì)需求，近幾年，基于自動(dòng)化技術(shù)的三維虛擬試衣系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于商場(chǎng)或者高級(jí)服裝店[4-5]。

三維人體虛擬試衣系統(tǒng)是一種將人體、工程、環(huán)境科學(xué)相結(jié)合開發(fā)系統(tǒng)[6]，主要以“標(biāo)準(zhǔn)體重的體型-西裝標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)-實(shí)踐試衣應(yīng)用”作為契機(jī)，重點(diǎn)包括以下部分：標(biāo)準(zhǔn)穿衣的舒適性、試穿的合體性與特殊群體的體型。只有以標(biāo)準(zhǔn)體型的三維測(cè)量參數(shù)[7]作為研究要素，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)人體的穿衣特征，對(duì)相關(guān)人群的穿衣結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，最終制成的服裝才會(huì)更加符合標(biāo)準(zhǔn)人體各部位尺寸的特征[8]，同時(shí)在試衣系統(tǒng)中展現(xiàn)出令人滿意的試衣效果。

1 基于PGM的三維人體試衣系統(tǒng)

PGM三維虛擬人體試衣系統(tǒng)是將試衣功能和打版修版放在同一個(gè)界面操作，PGM即電腦CAD系統(tǒng)，取自英文打版（Pattern Making）、推檔（Grading）、排料（Marking）3個(gè)單詞的首字母。系統(tǒng)開發(fā)人員將已設(shè)置好的衣服組成部分拖到虛擬標(biāo)準(zhǔn)人體上，再借助模擬縫合工具，將這些衣服組成部分制作成三維立體服裝，最后穿在人體模特身上，便于用戶查看試衣效果，再根據(jù)用戶對(duì)試衣的反饋意見，有針對(duì)性地修剪服裝的某些片段，進(jìn)一步查看用戶試衣的最終效果，進(jìn)而給服裝設(shè)計(jì)制作提供一定的參考。同時(shí)，其他方面也可以稍作修改，即對(duì)標(biāo)準(zhǔn)人體模型3個(gè)維度的尺寸進(jìn)行適當(dāng)縮放和360°的旋轉(zhuǎn)，以便從不同維度和視覺查看用戶的試衣效果。除此之外，可以運(yùn)用隱藏工具將人體遮擋起來(lái)，這樣便可對(duì)服裝各個(gè)組成部分的細(xì)節(jié)進(jìn)行合理的調(diào)整。該系統(tǒng)用光標(biāo)進(jìn)行縫線，根據(jù)實(shí)際需要添加或者修改縫線，修改以后，便可以形成新的紙樣模板，也就是新尺寸的服裝，最后在試衣系統(tǒng)中再次查看標(biāo)準(zhǔn)體型用戶的試衣效果。

2 身高體重相同女性的三維模擬試衣

2.1 身高體重相同模特的建立

打開基于PGM技術(shù)的虛擬人體試衣系統(tǒng)，將身高體重相同的標(biāo)準(zhǔn)人體的三維特征數(shù)據(jù)載入人體模特。圖1第一個(gè)人的體型上半身與下半身比例相對(duì)協(xié)調(diào)，試衣效果相對(duì)勻稱。

圖1 身高體重相同的模特

2.2 編輯衣片及系統(tǒng)試穿

第一步：根據(jù)二維服裝設(shè)計(jì)圖形以及單排3個(gè)扣子女西服衣片紙樣的結(jié)構(gòu)，結(jié)合衣服的標(biāo)準(zhǔn)體尺寸160/84A，對(duì)西服結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理裁剪，并運(yùn)用系統(tǒng)的裁剪工具對(duì)衣服的紙板進(jìn)行分割，最終形成二維衣服樣片。

第二步：在紙樣窗口的工具欄設(shè)置每個(gè)衣服樣片的數(shù)量和名稱。西服前身部分與后身部分需要前后擺放在窗口，而衣服袖子部分和衣身部分則應(yīng)該垂直擺放在窗口，需要注意的是，衣服袖子的后袖在上、前袖在下，再將各個(gè)衣片放在二維制板窗口中擺放整齊。

在3D試衣系統(tǒng)中，衣服的各個(gè)組成部分需通過“位置”工具擺放合理，并使西服各個(gè)衣片的位置與系統(tǒng)中的虛擬人體合理重疊在一起。但是，因?yàn)榉b的每個(gè)片段都包裹在虛擬人體上，所以服裝的各個(gè)部分不會(huì)是直的，需要選擇一個(gè)圓筒工具，根據(jù)衣片在人體上的包圍情況和衣片的寬窄程度決定其彎曲程度，點(diǎn)擊“同步”，更新衣片，查看試衣結(jié)果。通過點(diǎn)擊衣片對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，讓衣片與人體更契合，然后從不同的角度查看衣片位置是否正確。

第三步：?jiǎn)螕?D虛擬人體的縫線工具以及由點(diǎn)到點(diǎn)連線進(jìn)行縫線，這里需對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)的連線進(jìn)行順時(shí)針點(diǎn)擊。若縫制時(shí)，衣服各個(gè)部分的輪廓線上沒有碼點(diǎn)，無(wú)法對(duì)距離進(jìn)行定位時(shí)，就要按照較短的輪廓線進(jìn)行縫制；點(diǎn)擊窗口中的縫線工具，單擊紐扣，然后在空白處右擊，即可成功縫制紐扣。女性服裝的門襟通常是右上左下，這里可以先點(diǎn)擊縫制紐扣的地方，再點(diǎn)擊系統(tǒng)中對(duì)稱方向的“同步”按鈕，就可以將門襟上、下衣片更換過來(lái)。

第四步：點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)虛擬人體模型的按鈕，就可以查看是否有衣服不平整、是否會(huì)出現(xiàn)縫線交叉的情況，若所有衣片位置都放置合理，點(diǎn)擊“模擬懸垂性”按鈕，衣服各個(gè)組成部分將自動(dòng)縫合。

第五步：給虛擬人體模型著裝后，全方位旋轉(zhuǎn)并觀察衣片在每個(gè)維度的效果和合體程度。

第六步：從前、后、左和右4個(gè)維度對(duì)虛擬人體模型進(jìn)行截圖并保存文檔。

試衣人體的服裝如圖2所示。

圖2 試衣人體的服裝

3 標(biāo)準(zhǔn)女性試穿效果

通過上述虛擬人體進(jìn)行制衣、縫衣后，現(xiàn)進(jìn)行試衣效果的檢驗(yàn)。

3.1 試穿步驟及試衣效果

將以前給身高體重相同的女性縫制的衣服樣片打開，然后在系統(tǒng)的三維界面將各個(gè)衣片用縫制工具縫合在一起，并將縫制的服裝穿在人體模型上，穿著效果如圖3所示，從著裝上來(lái)看，比較合體。

圖3 試穿效果

3.2 試衣結(jié)果弊病分析

如果將標(biāo)準(zhǔn)體型女性樣板穿在微胖女性身上，就會(huì)出現(xiàn)下列問題：

（1）衣服胸前比較緊，且胸的左右兩側(cè)也不平整（圖4）。

圖4 胸前效果

（2）虛擬人體腹部會(huì)略微凸起，后背的門襟稍微有些豁開（圖5）。

圖5 腹部效果

（3）衣服前擺會(huì)上翹，后衣卻較長(zhǎng)，而且下擺不平（圖6）。

圖6 下擺效果

（4）背后的衣服在腰部以上出現(xiàn)了橫向褶皺現(xiàn)象（圖7）。

圖7 腰部效果

經(jīng)過深入分析，造成這些問題的主要原因有以下5點(diǎn)：

（1）微胖體女性通常胸圍較大，穿著標(biāo)準(zhǔn)女西服時(shí)，胸前部分不是特別凸起，胸前部分的寬度太小，進(jìn)而使衣服的胸前緊繃，胸的側(cè)面容易起褶。

（2）微胖體女性腹圍較大，穿著標(biāo)準(zhǔn)女西服時(shí)，腹部圍度不足，導(dǎo)致腹部緊繃。

（3）微胖體女性體型較厚，胸圍、腰圍、腹圍、中臀圍都較大，穿在女性模擬試衣后發(fā)現(xiàn)不是很寬松，而是比較緊繃，且前側(cè)門襟繃緊。

（4）微胖體女性胸部、腹部過大，會(huì)將前衣片頂起，而前衣長(zhǎng)度不夠，使前擺上提，西服下擺不平。

（5）此次設(shè)計(jì)由于沒有考慮到衣服的中臀圍尺寸應(yīng)該大點(diǎn)，下擺圍度的尺寸又設(shè)計(jì)得過小，結(jié)果造成腹部緊繃，后背腰線以下設(shè)計(jì)得太緊。

4 改進(jìn)措施

通過觀察微胖體女性穿著標(biāo)準(zhǔn)體西服的三維試衣效果，然后與影響服裝設(shè)計(jì)的主要因子相結(jié)合，本研究進(jìn)一步分析了設(shè)計(jì)服裝時(shí)需要考慮的因素，總結(jié)出如下改進(jìn)措施，進(jìn)而使微胖體女性服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合體，穿上會(huì)更加合身。

（1）由于微胖體女性的體型比較特殊，肩膀比較寬而厚，且胸部比較隆起，腹部也比較凸起，服裝前面的衣片有些翹，此時(shí)，應(yīng)根據(jù)微胖型人體的體型變化特征，進(jìn)一步對(duì)服裝的組成部分進(jìn)行調(diào)整，比如水平和垂直的尺寸。

（2）對(duì)于不胖不瘦的標(biāo)準(zhǔn)體型女性而言，她們的服裝胸前應(yīng)該凸起的部分小于3 cm，但對(duì)于微胖體女性而言，因?yàn)樾夭枯^高、較厚，對(duì)應(yīng)胸凸量的取值就會(huì)增大。

（3）微胖體女性的腹部有明顯的凸起部分，且腰圍較大，與標(biāo)準(zhǔn)體女性有很大區(qū)別，原來(lái)腰省的尺寸無(wú)法滿足她們的體型需求，由此應(yīng)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)體女性服裝前后腰省的尺寸。

（4）由于微胖體女性前后部位較厚，袖窿的寬度也比標(biāo)準(zhǔn)體女性大，根據(jù)AH/4+4.7公式計(jì)算，袖窿弧線長(zhǎng)度和袖山高也增加，但也存在以下問題：袖山高增大的同時(shí)袖肥必須減小，否則會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)體女性的較大臂圍相互矛盾，因此，應(yīng)以袖窿弧線的長(zhǎng)度為基準(zhǔn)線，對(duì)袖窿進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究利用PMG三維虛擬人體試衣系統(tǒng)繪制標(biāo)準(zhǔn)體女性服裝的紙樣，并在系統(tǒng)的3D窗口中模擬試穿，然后對(duì)比穿著同樣尺寸女性服裝的微胖體女性與同身高的標(biāo)準(zhǔn)體女性的試衣效果，并對(duì)他們著裝后的試衣弊病進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合微胖體女性的體征研究影響制衣的關(guān)鍵因子，最后提出在標(biāo)準(zhǔn)體女性服裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)相關(guān)方面的設(shè)置，合理調(diào)整微胖體女性的著裝，使微胖體女性著裝更加合體。