淺析3D虛擬仿真技術在服裝設計中的應用

農旭安，尤文勝

（廣東理工學院，廣東 肇慶 526100）

0 引言

在人類生活水平不斷提升的今天，對于“衣”的需求越來越趨向于貼身、有個性、有氣質等方面，所以現在的服飾已經從原來的大規模生產轉變成了款多量小的款式。在以往的制作方式中，要通過款式圖，結構圖的繪制和裁剪；做樣品測試等繁復過程，耗費大量人力物力。為了跟上時代發展的需要，讓服裝的生產變得更加省時、省力，數字化技術應運而生，并被廣泛應用到各領域中，并為我國生產力水平的提升奠定了基礎。3D 虛擬仿真技術作為數字化技術的一種，將其應用到服裝設計中能夠優化設計流程，強化設計效果，為我國紡織服裝行業的發展提供幫助。

1 服裝三維虛擬仿真技術

社會經濟的發展、人們生活質量的提高，使得人們對服裝的要求也在不斷提升，個性化服裝設計越來越受到人們歡迎。不過由于人們體態、膚色以及審美觀念的不同，在個性化服裝設計時，需要本人親自試穿來確定服裝樣式，并可以直接通過量體、現場試穿的方式實現。而在網絡發展的今天，遠程服裝定制越來越流行，這使得傳統方式存在較多弊端，無法直接滿足現今人們的需求。因此，加強三維虛擬仿真技術的研究成為解決試衣問題的主要方向[1]。

最近幾年，隨著3D 技術逐步滲透到各個領域，世界范圍內的3D 技術行業也開始迅速發展起來。最近五年內，世界上的3D打印技術的市場份額以大約24%的速度增長。根據官方的數據顯示，在我國，使用3D 印刷技術的設備在2019 年1 月至6 月間增長了271.4%，與之相比，同一年八月份增長了152.9%。高效、優質、廉價是3D 工藝的最大優勢。當前，國內在航天、汽車、船舶制造等各個領域均處于領先地位。在高科技3D 技術的支持下，個性化醫療康復、發電裝備等各方面都獲得了許多重要的成果，我國也逐漸從一個世界的制造大國向一個世界的制造強國轉變。高技術的普及，帶來了一場革命性的革命。在我們國家的現代化發展過程中，正是由于3D 技術的支撐，我們國家的產業才得以快速發展，麥肯錫在2013 年度的12 大顛覆性技術中，列出了我們國家的12 大顛覆技術。而3D 打印則是排名第9，僅次于新材料和頁巖氣。

現階段，瑞士和美國在該項技術的研究上已經取得了顯著成效，并引導虛擬服裝設計向著以下兩個方向發展：一是利用硬件技術和設施，如頭盔顯示器、耳機、數據手套等，結合數據服裝設計軟件，營造了虛擬試裝環境，利用視覺和觸覺感官體驗將人們帶入到一個虛擬環境中，進而強化試衣效果。同時還創建了較為完善的機械式服裝仿真VLNET 系統。

二是美國研制的V-Stitcher 系統，其將三維人體建模和仿真面料模擬技術結合起來，利用二維紙樣在三維仿真模特上進行裁剪試穿，該種方式有效提升了服裝設計效果，滿足了人們對個性化服裝的需求。同時使用該設計軟件大大節省了服裝生產周期，優化了設計流程，被設計師們廣泛推廣和應用，如圖1。

圖1 基于3D 虛擬仿真技術的服裝設計應用

我國目前在服裝三維虛擬技術的研究上還處在初級探索階段，以試衣網試衣間為例，仍停留在體型模式和搭配模式上。其為用戶提供了近似的6 種體型，可以根據自己喜好選擇服裝試穿在模特身上，了解服飾的穿著效果。而利用三維虛擬仿真技術則能夠直接將用戶的體型、臉型、膚色、發型等相關信息輸入軟件中，并自動生成人體模型，開展服飾設計工作，有效完善了服裝設計水平[2]。

2 3D 虛擬仿真技術服裝設計現狀

2.1 價值觀體現

首先，在服裝設計中應用3D 虛擬仿真技術可以實現多款軟件之間的綜合互聯，提升服裝結構設計的效率，并推動服裝結構設計和服裝制作向著智能化、便捷化的方向發展。其次，在服裝設計中，應用三維虛擬仿真設計能夠結合人們的真實情況實現人體模擬，并在此基礎上進行衣身、袖口、褶裥等結構的設計，強化輔助設計效果。而且還能夠直接通過人體模型的虛擬試穿，找出設計中存在的問題，加以改善。再次，通過三維虛擬仿真技術的應用可以為服裝模擬、設計、制作等提供充足的實踐數據和經驗積累，通過對這些數據信息的整合與分析，為服裝結構設計提供技術支撐，推動其向著多樣化方向邁進。最后，三維虛擬仿真技術的應用實現了服裝設計中三維和二維空間的靈活轉換，將原有的平面模型通過計算機技術直觀展現在設計者和用戶眼前，加深產品的感官印象，實現產品的進一步完善，為個性化服飾設計提供幫助。

2.2 3D 虛擬仿真技術的優勢

三維虛擬仿真技術及其相關軟件的應用，降低了服裝設計中人力、物力、時間等方面的消耗，優化了生產工序。該技術的應用也實現了二維平面模型同三維立體模型之間的靈活轉換，將原本較為死板的結構設計效果通過電腦直觀展示在設計者眼前，便于設計人員進行服裝修改和完善。另外，安裝較為便捷，可隨身攜帶，更加節省了設計時間。

3D 虛擬仿真設計對于服裝行業來說，能夠將二維及三維進行有效結合，從而使得平面以及立體的服裝設計呈現在人民面前。而且從設計到服裝的各個步驟，也會被極大地整合在一起，讓設計者看得清清楚楚。這是因為它有三個3D 虛擬模擬的能力：三維虛擬設計，三維面料模擬，三維動態時裝表演。但是，在一個傳統的服飾企業，要進行一個新的產品的設計與開發，必須經過一個繁瑣的流程，即計劃-設計-工序-制版-陳列-樣板修正等等。通過使用3D 虛擬模擬制衣軟件，可以簡化公司在產品開發過程中遇到的較為復雜的流程，通過這種軟件，可以將服裝設計師的想法和構想進行更高的近似度展現出來，尤其是對新產品以及樣品服裝的修改方面。從而縮短了修正時間，節約了費用，提高了生產率，改善了成衣品質。

傳統的服裝設計是先做出基本衣服模板讓用戶試穿，在比對過程中找出其中存在的問題，然后加以改善，以滿足用戶需求，這種方式不僅步驟繁雜，還會浪費用戶較多的時間，帶來較大的經濟損失。但是利用三維虛擬仿真技術后，可以直接通過相關軟件來模擬用戶的基本情況，之后在模擬的人體模型上進行衣服的制作和改善，工廠只需對最終的成品制作即可。該方式大大降低了資源成本的損耗，縮短了生產周期，提高了生產效率。

同傳統的服裝設計模式相比，三維虛擬仿真技術的應用豐富了外形設計庫，將原版傳統設計中無法達到的外形設計展現出來，更好的提升了服裝創意效果，實現了個性化服裝設計的要求[3]。同時該技術的應用也讓服裝設計理念得到了創新，實現了與時代發展的完美結合。此外，利用三維虛擬仿真技術也簡化了生產制造過程，降低了單個產品的生產成本，為紡織服裝企業的發展創造了更多有利條件[4]。

2.3 三維虛擬仿真技術中存在的弊端

利用三維虛擬仿真技術可以加強服裝制作的精細性，生動模擬服裝穿著效果。但是要想強化服裝設計的整體效果，還需要準確收集用戶基本信息，如體型、膚色、三維等。而在信息收集時，要想提高其準確性，就需要被測人員穿著緊身衣或者只著內衣，這是很多用戶所無法接受的。但是如果不能按照這些標準進行測量，在利用三維虛擬仿真技術完成服裝設計時，必然會存在一定的偏差，進而影響最終的著裝效果，影響用戶的體驗。

現階段三維虛擬仿真技術的應用僅停留在真實空間模擬以及二維、三維形態的靈活轉換上，要想實現三維數字化設計還存在較大困難。設計者們只能通過該項技術開展簡單的服裝結構設計和修改工作，對于較為夸張的創意服裝穿著效果無法進行有效顯示。

在訂貨會虛擬展示和訂制服裝領域，通過三維虛擬仿真技術的應用可以將服裝設計的效果直觀顯示出來，從而降低人力、時間等方面的消耗，減少成本支出。不過在實現上述這一流程時，需要實現軟件和硬件配置的高效融合，這樣才能更好的實現一體化處理，減少成本支出，一旦軟硬件設施不協調，不僅無法加快工作效率，還會造成其他資源浪費。

3 三維虛擬技術服裝設計發展趨勢

信息時代背景下，智能技術、控制技術、材料技術、信息技術也得到了快速發展，并被廣泛應用在各領域中。制造工業也不例外，通過這些先進技術的應用和發展，為服裝三維虛擬仿真技術提供了更加廣闊的發展平臺。未來服裝三維虛擬仿真技術的應用將更為普遍。

3.1 人體測量與服裝號型修訂的智能化

從世界范圍來看，已經有多家企業在研發和生產三維人體掃描儀設備，如美國的TC2、日本的SpaceVision、法國的TELMAT 等，并可以提供設備的相應配套設施以及應用軟件，有效的改善了人體尺寸、膚色等基本信息數據的采集工作，為服裝設計提供充足的數據支持。隨著三維人體測量設備價格的降低及技術的完善，三維人體掃描儀從最初的體積龐大、價格昂貴變成了現在的體積小、價格較低的儀器，這為很多服裝企業提供了便利，尤其是對于批量定制類服裝企業來說，通過三維人體掃描設備以及三維無接觸測量技術的應用，加快了服裝生產率，減少了成本消耗[5]。

3.2 服裝虛擬展示的便捷化

利用三維虛擬仿真技術制作出的虛擬試衣軟件能夠進行虛擬服裝結構的設計，并通過與鞋子等裝飾品的搭配為服裝展示會、訂貨會等提供虛擬樣衣的展示，幫助企業更好的進行產品推廣和銷售。通過全角度虛擬展示效果加強了服裝的三維空間感，且展示了印花和圖案拼接等效果，模擬樣衣制作過程，極大地縮短了服裝的設計時間。很多三維虛擬軟件在制作服裝后，為了達到完美逼真的仿真效果，設計者往往需要將服裝文件導入專業的渲染軟件中進行渲染，最后再輸出最終效果[6]。此外，利用三維虛擬試衣軟件可以對設計出來的三維服裝樣衣展開快速的渲染工作，真實模擬服裝的色彩和紋樣變化，直觀的展現最終服裝設計效果。

3.3 服裝定制的普遍化

在服裝量體定制過程中主要包含了人體測量、版型修改、樣衣試穿、服裝制作等多個流程，通過三維數字化技術的應用，不僅能夠實現各流程工作的自動化、高效化，還能夠強化服裝設計的最終效果，提升顧客滿意度。特別是服裝三維虛擬仿真技術可以用于服裝版型修改和樣衣的虛擬試衣，量身定做服裝具有廣闊的前景。最近幾年，3D 虛擬仿真設計已經逐步應用到各個階段，包含各種服裝設計公司以及高校內。比如波司登，路易威登，蔻馳，耐克和其他一些國際和國內的名牌產品，還有各個應用型的本科和高職院校。使用者要有很好的綜合素質，可以熟練地運用到對服飾的創意表達中，對各類布料的特性有一定的認識，對服飾的構造和加工方法有一定的認識，再加上許多服裝界的技術支持，可以設計出更加完善的虛擬服裝作品。再者，三維數字化服裝也可以通過企業的線上網站，讓用戶根據自己的偏好選擇喜歡的顏色和服裝款式，并通過多角度全面性的觀察，定制自己喜歡的款式，滿足用戶對個性化服飾的需求。

4 結語

綜上所述，利用三維虛擬仿真技術開展服裝設計工作，一方面可以提高服裝設計質量和效率，減少人力、物力、財力的消耗，加快生產效率。另一方面也可以根據用戶的需求合理進行服裝結構的設計，完善個性化設計，給顧客不同的服務體驗。綜上可以看出，加強對三維虛擬仿真技術的重視程度是十分必要的。隨著社會的進步，越來越多的行業能夠實現跨領域的整合，越來越多的企業能夠實現資源的共享，形成一個開放的格局，實現優勢互補，將會是這個產業中又一種新型的發展趨勢。三維虛擬仿真技術的流行也為服飾從業者提供了設計，制作，制作工藝等方面的幫助，對軟件應用和其他方面的全面素質也有較高的要求。在今后，越來越多的服飾公司和職業院校將會對3D 虛擬模擬軟件進行廣泛的應用，它的市場應用將會越來越多，而該軟件的普及程度也會越來越高，三維虛擬仿真技術是未來產業融合發展的必然趨勢。