数字化服装设计的发展与技术创新研究

王璐璐，王　军，伞　文，白晓帆，毕聪颖，周紫浩，姚　彤

(大连工业大学，辽宁 大连 116034)



数字化服装设计的发展与技术创新研究

王璐璐，王军，伞文，白晓帆，毕聪颖，周紫浩，姚彤

(大连工业大学，辽宁 大连 116034)

文章全面分析了数字化技术在服装行业的应用，并结合服装生产制造领域中的三维人体测量技术、服装CAD技术、虚拟缝合试衣技术等，设计出量、画、缝、试、改、做六位一体数字化流程体系，对服装数字化的发展起到一定的借鉴意义。

服装数字化；三维人体测量；服装CAD；CLO 3D虚拟缝合试衣技术

社会经济的高速发展，消费水平与生活质量的提高，使得人们对服装的合体性、个性化、舒适性的要求越来越高。服装行业开始向着“多品种、小批量、短周期、快交货”的方向发展。伴随着数字化技术和网络技术的不断发展，传统的服装行业开始步入全新的信息化时代。三维人体测量技术的应用、服装CAD技术的不断完善、虚拟缝合试衣技术的出现，为工业化的量身定制打下基础。

数字化的样衣制作不仅为企业节省了大量成本，满足了多品种、小批量的生产要求，还能让消费者看到服装穿在身上的立体效果。本文对服装领域的数字化技术及其应用情况进行了深入分析，重点分析了三维虚拟缝合试衣的相关软件及数字化样衣的制作流程。

1　数字化服装的概述

服装数字化是指以数字化信息技术为基础，以数学、计算机、网络技术为依托，通过对服装设计、加工、营销等环节中的各个方面的数据信息收集、整合、存储、传输和应用，最终实现企业资源的最优化配置。数字化服装技术的内容主要有：以服装产品开发为主的数字化服装设计技术；以服装产品制造加工为主的数字化服装生产加工技术；以服装企业生产运营管理为主的数字化服装生产管理技术[1]。

1.1三维人体扫描技术的原理及应用

目前常用的测量方式主要有接触式测量和非接触式测量两种方式。非接触式测量方法主要有基于光学的激光三角法、激光测距法、结构光法、图像分析法以及基于声波、磁学的方法等。对人体的测量多是基于激光光学三角测量的原理。三维人体扫描技术是以现代光学技术为基础，融合电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉、软件应用技术和传感技术等多种科学技术为一体的测量技术。目前国际先进的三维人体扫描仪主要以光电和激光技术为基础，如英国的Model WBX人体扫描仪、美国的TC2公司的NX-16 3D扫描仪、德国的Vitus三维扫描仪等[2～5]。

三维人体扫描技术的发展已较为成熟，可实现较快的测量速度和较高的测量精度。图像信息也由原来无色彩的简化信息发展为捕捉每个空间点的颜色信息，这都为服装的MTM和EMTM奠定了基础。以服装定制为主的红领集团推出了服装3D人体测量仪，为客户提供快速准确的量体服务。红领的量体共需测量19个部位22个数据，这些数据成为驱动整个系统运转的源头，其中每个数据的变化会导致一个版型的9996个数据联动，实现了“一人一版，一衣一款，一件一流”；爱慕内衣也为符合要求的客户提供数字化的量体服务，使内衣更好地满足客户的需求；大连工业大学通过三维扫描技术测量了大量的人体数据信息之后，建立了东北地区青年女性人体数据库，结合数据库研究出东北地区青年女性标准体尺寸，并结合美学原理利用手工方式塑造出人体模型，再经扫描、数字化的修正最终利用3D打印技术输出环保的人体模型，该方法植入了逆向工程的观念，也是三维扫描技术的一个重要应用。

1.2服装CAD技术的应用

服装CAD系统即服装计算机辅助设计系统，是计算机参与服装产品设计和制造的系统。服装CAD是一项集服装款式设计、服装结构设计和工业样板设计与计算机图形学、数据库、网络通讯等技术于一体的现代化高新技术[6]。服装CAD实现了数字化的2-D服装裁片。目前使用的服装CAD品牌主要有美国格博(Gerber)、法国力克(Lectra)、加拿大派特(PAD)、日本杨格、日本旭化成、德国艾斯特(Easter)、西班牙的艾维(Investronie)、中国至尊宝纺、航天、日升、博克等系统。服装CAD系统正朝着智能化、三维化和快速反应的方向发展，数字化服装设计技术的研究应用范围也在不断扩大。

1.3虚拟缝合试衣技术的原理及应用

三维服装造型技术的研究是建立在对柔性织物的仿真研究基础上的。因此对织物进行逼真的模拟是实现三维服装造型的前提。虚拟服装的模拟涉及2-D裁片的虚拟模拟、2-D裁片的虚拟缝合、3-D服装运动形变的约束控制以及2-D裁片与人体模型的碰撞检测等关键性问题[7]。基于2-D计算机图像学的服装CAD系统已经具有较为完善的款式设计、样板设计、放码、排料等功能。而2-D裁片的虚拟缝合、3-D服装运动形变的约束控制以及2-D裁片与人体模型的碰撞检测等问题也在逐步解决，如采用缝合力来控制2-D裁片虚拟缝合，采用质子-弹簧模型对服装进行虚拟模拟，而后通过服装的缝合工艺设置缝合对位及缝合约束来实现2-D向3-D转换。

目前国内应用较多的虚拟缝合试衣软件有：CLO 3D虚拟缝合软件是上海嘉纳纺织品科技有限公司与韩国克罗公司、法国欧斯特公司建立合作并研发的服装虚拟缝合软件。它实现了人体扫描—虚拟缝合—模特虚拟展示于一体的智能服装设计系统；德国的艾斯特(Assyst)系统分为不同的模块，可以实现2-D裁片的精确绘制、2-D裁片的虚拟缝合、3-D服装的虚拟试穿以及结合人体测量的MTM量身定制系统，实现了三维扫描人台与三维试衣的无缝连接。

2　基于CLO 3D平台的三维立体服装的设计与制作

三维一体化系统一共分为三个部分：三维人体扫描仪系统；3D试衣系统；数据库检索系统。

CLO 3D是一款独立软件，主要由CLO Enterprise Online Auth和CLO Show Player 3两个模块组成。前者可以完成服装的虚拟缝合、样板的修改、模特动势的录制功能。后者可以完成虚拟的T台服装展示，能够较为逼真地模拟服装的动态展示、场景环境以及灯光效果，如图1。

图1　CLO 3D软件基本功能图

CLO 3D虚拟试衣平台与其他服装CAD软件有很好的兼容性，可导入现有二维样板的DXF-AAMA格式文件，结合服装工艺方法通过计算机的虚拟缝合操作即可得到三维虚拟服装的试衣效果。在虚拟窗口中，不仅可以直观地查看服装穿着在模特身上的整体效果，还可以有效地检验所制样板的合理性。虚拟样衣的缝制与展示操作流程，如图2所示，其中人台模特可通过三维扫描仪扫描后导入，也可通过系统中的模特编辑器来编辑模特的身体尺寸，极大地满足了MTM量身定制的要求。CLO Show Player可制作交互式的三维虚拟时装秀，实时照明、视角甚至服装都可以随时变化，同时可以变换三维舞台，使制作的服装既逼真又美观。

图2　虚拟样衣的缝制与展示操作流程图

三维虚拟试衣系统，可用于企业的样衣制作，不仅提高了样衣制作的速度、丰富了样衣的制作途径，还可以大幅降低样衣的制作成本。同时，虚拟试衣系统可以提升用户的购物体验，实现基于用户数据的人体模型与3D虚拟服装匹配，进行网上虚拟试衣[8～9]。CLO 3D虚拟试衣软件与其他三维动画制作软件有很好的适应性，因此在特效影视制作以及网络视频游戏等诸多领域都有很大的应用前景。CLO 3D可以输出与Maya、3ds Max等软件相适应的三维服装格式，使服装设计与动画制作相融合，丰富了动画服装的款式，减少了动画服装的制作时间[10]。

3　实现量 画 缝 试 改 做六位一体的数字化流程体系

数字化技术贯穿着服装从设计到生产的每一个过程，真正实现了量、画、缝、试、改、做六位一体数字化流程体系，量指三维人体测量技术、画指服装CAD计算机辅助设计技术、缝指三维虚拟缝合技术、试指三维试衣技术、改指基于数字化手段的样衣修改、做指服装CAM计算机辅助制造技术。该数字化流程体系，如图3，在设计师设计好款式之后可以在三维人体数据库中选择用户的尺寸数据，如果是新用户可以新建客户资料并扫描用户数据，以备再次使用。获得了准确的人体尺寸以后结合服装CAD软件绘制工业样板，做到“一人一板”。再通过CLO 3D虚拟试衣平台进行虚拟缝合，在三维服装模型初步形成后可以选择服装的面料以及色彩，完成虚拟样衣的制作。然后观看虚拟试衣的效果，如不满意可以针对虚拟样衣进行实时的修改，如满意即可以制作实体成衣。经过数字化的量体和裁衣，并虚拟缝合之后的服装可以很直观的观察到服装穿在人体上的效果，同时有不合适的地方还可以修改，大大提高了服装的合体性，提升了用户的满意度。

图3　量、画、缝、试、改、做六位一体的数字化流程体系

4　总结

基于计算机信息技术的数字化技术已成为服装行业发展的重要动力，数字化是服装行业走向未来的必经之路。数字化的三维人体测量改变了传统的测量方式，数字化样衣的出现和应用完善了服装生产的数字化流程，使服装的生产流程实现了量、画、缝、试、改、做六位一体的全方位数字化流程体系。目前数字化服装应用技术的研究前景广阔，还有很多关键技术有待深入研究，但数字化的服装设计、生产和营销已成为企业核心竞争力，通过对整个产业进行数字化与信息化改造，将为企业带来新的发展契机。

[1]徐青青.数字化服装设计与管理[M].北京：中国纺织出版社，2006.

[2]王军，李晓久.基于三维测量的数字化服装应用研究综述[J].纺织导报，2011，(11)：82—84.

[3]姚彤，王军，孟丽华，等.基于非接触式三维人体测量的东北地区女青年人体比例研究[J].大连工业大学学报，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]李中伟.面结构光三维测量技术[M].北京：华中科技大学出版社，2012.

[6]林娜.基于三维虚拟试衣技术的连衣裙样板设计CAD实验研究[D].上海：东华大学，2014.

[7]朱广舟.服装数字化设计：三维人体建模与虚拟缝合试衣技术[M].北京：中国纺织出版社，2014.

[8]曾雪波.虚拟服装个性化动态展示[D].上海：上海工程技术大学，2014.

[9]高长宽，胡守忠.数字化服装虚拟展示、网络定制商务系统的研究[J].上海纺织科技，2014，42(4)：57—60.

[10]魏迎凯，乔梅.基于三维动画软件进行服装设计的研究[J].轻纺工业技术，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年度大连工业大学科技创新项目：基于CLO 3D平台的三维立体服装的设计与制作(201610152142)

王璐璐(1994—)，女，河北保定人，学士。

TS941.79

A

1009-3028(2016)05-0035-04