基于3D虚拟仿真技术的服装设计应用研究

陈国强，李倩倩

(江西省现代服装工程技术研究中心(江西服装学院)，江西 南昌 330201)

基于3D虚拟仿真技术的服装设计应用研究

陈国强，李倩倩

(江西省现代服装工程技术研究中心(江西服装学院)，江西 南昌 330201)

服装三维虚拟仿真技术解决了真人三维人体建模及不同系统软硬件集成两大技术关键，解决了远程试衣的真实性问题，为设计师的快速时尚服装设计提供了可视化设计手段，也为客户的服装定制预先提供了服装着装效果。

三维虚拟仿真；个性化；服装设计

进入21世纪后，数字化技术已应用于社会生活的方方面面,纺织服装行业也不例外，服装数字化技术几乎渗透到服装行业的整个产业链。基于虚拟仿真技术的服装设计将服装展示与设计过程相结合，能有效优化设计师的设计过程，并完善服装设计效果。三维数字化技术随着计算机技术的快速发展，其在服装设计行业的应用不断深入，作为引领服装行业前沿知识的高等院校，有责任将三维服装数字化知识引入课堂，让学生了解和掌握这一新技术，并能够逐步掌握三维服装数字化技术在实际设计中的应用[1]。

1 服装三维虚拟仿真技术概述

随着社会和经济的不断发展，人们越来越追求个性化的服装设计。每个人的体态、肤色不同，审美观念不同，所以个性化服装设计和制作过程中，需要通过本人试衣来考察衣服穿在身上的效果。在网络环境中，当顾客需要远程定制服装时，传统的裁缝量体和现场试衣方法显然已不可能实现，因此,面向真人的虚拟试衣成为现代服装量身定制生产必须解决的技术问题。目前，瑞士日内瓦大学和日本东洋纺株式会社开展的相关研究开发走在了世界的前列，分别代表了两种虚拟服装设计技术的方向。瑞士日内瓦大学实验室采用硬件技术创建了服装设计和模拟的虚拟环境，开发了功能强大的机械式服装仿真VLNET系统。它基于头盔显示器、耳机、数据手套等硬件，结合数据服装软件技术,在计算机中建立了一个以视觉为主导，结合了听觉与触觉令人们具有真实生活体验非常可信的虚拟世界。

当前，市场占有率较高且较为成熟的三维虚拟服装试衣系统为美国格柏公司研发的V-Stitcher系统，它是基于三维人体建模与纺织面料模拟技术，用二维纸样在虚拟三维模特身上缝合并模拟试穿的过程。著名的服装企业，如Adidas等，都已经采用V-Stitcher来减少产品生产周期，使设计工作流程化。国内对于服装虚拟化技术的研究还处于探索阶段。以“试衣网”试衣间为例，它主要分为体型模式和搭配模式两种。在体型模式下，消费者可以在6种体型中选择相似体型；在搭配模式下，消费者可以选择喜欢的服装，点击之后，服装就会“穿在”模特身上，展示所选服装的穿着效果[2]。基于三维真实人体测量数据，结合个人的体型、脸型、肤色、发型，重建真人人体模型，让设计师和用户能够根据真人的体型、脸型和肤色等协同设计服装。

2 应用现状分析

2.1 应用价值体现

将服装三维虚拟仿真技术与服装结构设计之间的关系创新综合运用多软件生态互联，实现服装结构快速设计和服装制作的便捷化和智能化。使用服装三维虚拟仿真技术创建3D虚拟人体，在此基础上进行衣身、衣领、衣袖、褶裥等结构设计，并在三维虚拟环境中快速实现结构设计立体造型。完善三维服装模拟与设计软件在服装制作方面的实践经验，积累多种类型服装结构在三维虚拟试衣软件的三维模拟的数据采集，然后综合统计以上的优劣势，实现多类型服装结构的快速设计相应技术支撑研究。在服装结构设计过程中进行灵活的三维和二维的自由转换，将平面难以表达的结构设计通过电脑实现服装各部位立体展示，进行系列产品的研发与设计[3]。

2.2 三维虚拟仿真技术的优点

三维虚拟系统软件模拟与设计的魅力，在于它不需要耗费大量人力、物力、时间在工厂操作，通过服装三维虚拟仿真技术在服装结构设计过程中进行灵活的三维和二维的自由转换，将平面难以表达的结构设计通过电脑实现服装各部位立体展示[4]。而且，人们可以将其方便快捷地在计算机中进行安装，甚至是随身携带。服装三维虚拟仿真技术最突出的优点是无需实物制作或机械加工，就能直接从计算机图形数据中生成虚拟服装，乃至人体穿着效果，进行逼真实物展示及真实场景再现，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产效率，降低生产成本。

与传统技术相比，三维虚拟打印技术的创新之处还有许多方面。它可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让人们可以更有效地设计出颠覆传统思维的创意服装。另外，在具有良好设计概念和设计过程的情况下，服装三维虚拟仿真技术还可以简化生产制造过程，快速有效又廉价地生产出单个物品。

2.3 三维虚拟仿真技术存在的不足

三维虚拟试衣软件可以将服装制作得很精细，并模拟出较好的服装穿着效果。但这样的服装也具有局限性，主要体现在三维测量时数据不准确，穿着对象需要只穿内衣或者更换紧身内衣进行三维人体测量，不太容易为被测量者所接受，无法采集到精准的人体各部位尺寸数据，难以制作出与设计对象完全吻合的人体模型，从而也失去了原本希望借服装三维虚拟仿真技术进行服装虚拟展示的意义[5]。

服装三维虚拟仿真技术的真实空间感和对二维纸样的实时转换能够给设计师很大帮助，但三维数字化设计的实现非常困难，目前技术只能实现简单款式或对已有设计的简单修改，无法进行较为夸张的创意服装的穿着效果展示。

在订货会虚拟展示和订制服装领域，服装三维虚拟仿真技术能让服装快速呈现视觉效果，并节省人力与制作时间的成本。但这样服装结构快速设计，不仅仅是软件的应用，更应该是软硬件结合，是从二维到三维的一体化解决应用[6]。如果不能快速完成整个一体化流程，也就失去了原本希望借3D打印节省成本的意义。

3 服装三维虚拟仿真技术发展趋势

随着智能制造、控制技术、材料技术、信息技术的不断发展和提升，这些技术也被广泛地综合应用于制造工业，服装三维虚拟仿真技术也将会被推向一个更加广阔的发展平台。未来服装三维虚拟仿真技术的应用将更为普遍。

3.1 人体测量及服装号型修订的智能化

目前，世界上有多家生产三维人体扫描仪的厂家，如美国的TC2、日本的Space Vision、法国的TELMAT和德国的VITRONIC等，可以为企业提供扫描仪硬件的同时也提供相应的软件，用于提取人体尺寸、皮肤颜色等。随着三维人体测量设备价格的降低及技术的完善，三维人体扫描仪从最初的体积庞大、价格昂贵变成了现在的体积小、价格较低的仪器，很多企业特别是批量定制类企业，都逐渐使用三维无接触测量技术，三维人体扫描已具备了进入大中型服装企业的条件。

3.2 服装虚拟展示的便捷化

三维虚拟试衣软件系统能够制作三维虚拟服装，利用三维虚拟软件将服装、鞋子等产品制作成三维虚拟模型，进行产品虚拟展示，其应用范围包括产品订货会的产品展示及产品开发中的虚拟样衣展示[7]。虚拟360°的展示服装三维空间感，非常便捷的辅助展示印花和图案拼接等效果，模拟样衣制作过程，极大地缩短了服装的设计时间。

很多三维虚拟软件在制作服装后，为了达到完美逼真的仿真效果，设计者往往需要将服装文件导入专业的渲染软件中进行渲染，再输出最终效果。三维虚拟试衣系统制作的三维服装可以快速直接的使用Octane软件进行渲染，输出质量最佳的图片。

3.3 服装定制的普遍化

三维数字化技术可以完整地应用于服装量体定制的各个流程，包括人体测量、版型修改、样衣试穿和服装制作等过程。特别是服装三维虚拟仿真技术可以用于服装版型修改和样衣的虚拟试衣，量身定做服装具有广阔的前景[8]。此外，三维数字化服装也可以通过企业的线上网站，在互联网上按照自己的偏好进行款式、颜色的选择，通过多角度的观看定制效果来进行款式定制。

4 结语

近年来，随着三维数字化技术在企业中的广泛应用，服装企业和系统供应商逐渐意识到三维数字化技术不仅仅是软件的应用，更应该是软硬件结合，从二维到三维的一体化解决应用。目前，很多三维数字化系统供应商已经提出了服装企业应用的一体化解决方案。未来的服装将朝舒适、健康的方向发展，以展现经济性、舒适性和功能性的特色。三维虚拟仿真技术的研发应用，将使服装更符合人体工程学，个性化、定制化设计也更趋合理。在未来服装市场中，三维虚拟仿真技术将具有更为广阔的市场推广价值。

[1] 于佐君,潘 力,王 军.基于数字化技术的服装人才培养教学体系研究[J].纺织导报,2016,(9):116-118.

[2] 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,2015.

[3] 王 栋.数字化技术在立体裁剪课程教学中的应用[J].中国培训,2016,(4):44.

[4] 梁惠娥,张守用.虚拟三维服装展示技术的现状与发展趋势[J].纺织导报,2015,(3):72-73.

[5] 陈桂林.数字化服装设计：三维模拟试衣技术[M].北京：中国纺织出版社,2012.

[6] 卢 丹.基于人体模型驱动的三维服装生成技术研究[D].上海：东华大学,2014.

[7] 朱广舟.数字化服装设计：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] 李 平.三维服装数字化技术的运用与前景[J].艺术科技,2015,(10):109.

ApplicationResearchonCostumeDesignBasedon3DVirtualSimulationTechnology

CHEN Guo-qiang，LI Qian-qian

(Jiangxi Center for Modern Apparel Engineering and Technology, Jiangxi Institute of Fashion Technology, Nanchang 330201, China)

The 3D virtual simulation technology solved two key technologies of the real 3D human body modeling and different system soft hardware integration, and the authenticity problem of remote fitting also could be solved. The technology provided a visual design method for fast fashion clothing design of designers, and provided clothing dressing effect for customers in advance.

3D virtual simulation; individuation; clothing design

TS941.1

A

1673-0356(2017)09-0049-02

2017-07-12

全国纺织服装信息化教学研究课题(ZWH-17002)；中国纺织工业联合会高等教育教学改革项目(2017BKJGLX09)

陈国强(1985-)，男，山东潍坊人，讲师，硕士，主要研究方向为服装数字化技术、服装设计与服饰文化，E-mail：ch-guoqiang@163.com。