基于服装CAD技术的可视化针织编织工艺

王文杰，张灵霞，李丹月

（大连工业大学艺术与信息工程学院，辽宁 大连 116400）

针织服装具有独特的成型方法，即将纱线通过针织设备直接加工成服装或者衣片，主要的生产设备是针织横机和全成型针织圆机。针织服装的计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）系统主要有横机CAD设计系统和无缝针织圆机CAD设计系统。该类由软件公司开发的CAD系统可以辅助手动或半自动横机的产品设计，操作方便灵活、实用性强，不受横机设备种类的限制。随着服装业的迅速发展以及计算机的日益普及，服装CAD系统被越来越多的服装企业应用。

1 服装CAD技术概述

1.1 CAD系统概述

CAD系统在服装行业的应用始于20世纪70年代初，最初主要用于排料、显示衣片的排列和裁剪规律。发展至今，服装CAD可以实现服装的款式设计、结构设计、推档排料、工艺设计等一系列设计的计算机化。因为使用CAD系统可以加快新产品的开发速度，提高产品的质量，降低生产成本，使用户在设计、生产以及对市场的快速反应能力方面有很大程度的提高，所以CAD系统的应用推广速度很快，是企业提高自身素质、增强创新能力和市场竞争力的有效工具。目前，国内外许多服装生产商、设计机构都引进了CAD系统。近几年，针织服装行业发展迅猛，产品种类繁多，目前，针织服装的数量在服装行业中所占比例已经接近机织服装。因此，CAD技术在针织服装工业也得到了广泛应用。

1.2 服装CAD系统的作用

服装CAD技术将人与计算机较好地联系在一起，使服装企业应对市场、适应市场竞争加剧情况的能力被最大限度地激发出来。计算机内可存储大量款式和花纹图案，同时还具备面料组织、花纹图案设计、款式和色彩组合、快速修改调用、输入输出彩色画面等功能，可通过网络查询数据大大提高设计师的想象力和创造性，大幅提升服装设计质量。

在服装的加工和生产中，产品的开发和设计以及裁切的准备一直是瓶颈。应用CAD服装系统后，简单的样式设计和试切功能以及快速的切割结构设计，尤其是放码和排料功能，这些都可以在几分钟内完成。如今，传统设计需要几个小时或几天的时间才能完成，而如今可以缩短到几十分钟或几分钟[1]，可以将许多样式和色板存储在计算机中，减少或取消样板的存储，提高搜索效率，并简化模板管理，对于利润逐年减少的服装行业来说，光布料就可以节省很多。将计算机用于设计和绘制服装效果、纸样、排样图等，完成大量的技术和重复性工作，可以降低设计师的工作强度，减少技术难题。

利用服装CAD系统将服装设计信息保存在计算机上，使其可以随时调用，同时方便管理，当连接到其他系统时，还可以进行信息传输，根据生产需要随时提供项目信息，将服装设计、制造、生产、管理、运用等集成在一起，使应用服装CAD系统的企业能成为一家易于管理、高效的现代服装制造企业。服装CAD技术在服装制造中具有不可替代的作用，其应用可以说是现代生产的开始，因此，服装CAD技术的积极普及不仅是必然的，也是必要的。

1.3 服装CAD软硬件系统

服装CAD软件系统主要包括服装款式设计、样板设计、放码排料、工艺设计等功能，而服装CAD硬件系统由计算机、输入设备和输出设备组成。

输入设备包括数字化仪（又称读图板、数字化板）、扫描仪、数码相机等。其中，数字化仪是一种数字化图形数据输入设备，该仪器可以将现有的服装样板读入计算机，因此又称读图板。扫描仪是计算机的图像输入设备，分为手持式、平板式和大型图纸扫描仪3种，利用扫描仪可以将图片、手绘稿输入计算机中。数码相机也是一种图像输入设备，常用于动态图像的输入，也可用于1∶1样板的输入。

输出设备包括打印机、绘图仪、切割机、裁床设备等。其中，打印机是计算机的输出设备，分为黑白和彩色，有针式、喷墨和激光等类型。在服装CAD的应用中，打印机可输出彩色效果图、按比例缩小的样板、排料图、生产工艺文件及各类管理文件和图表等。绘图仪是大型宽幅打印设备，主要用于1∶1样板的输出，由于绘图介质不同，有喷墨和笔式之分；由于进纸方式不同，有滚筒、平板之分。切割机属于样板输出设备，类似于绘图仪，其笔架除绘图笔外，还可以装入切刀，将纸板直接切割成样板，适用于1∶1硬纸样板的切割制作。切割机有小型和大型、平板和滚筒、单笔和双笔等类型。自动裁床系统（裁割系统）是服装技术现代化的标志，属于一种高新技术，在原理上相当于绘图仪或切割机，但其通常有两个系统，即自动铺布系统和自动裁切系统。当其与服装CAD系统连接时，排料信息通过端口输入自动裁床，自动裁床就会按照排料设计的铺布层数自动完成铺布，再自动完成面料的裁割。

2 针织面料CAD设计应用

针织模块是将图案及图片转换为针织效果的先进操作模块，与位图模块一样，有一组绘图命令设计针织面料，更重要的是，其能控制针织的针迹并即时预览针织效果。

2.1 基本组织设计

2.1.1 平针组织

打开设计系统，在命令面板下选择针织设计模块，在比例视窗中选择S视窗，进入针织模拟窗，选择白色正针。针织模拟窗能真实地显示图像的针织效果，每一点显示为一个针迹[2]。颜色面板的色框也将以针迹的形式显现，将光标指向一个色框，点击鼠标的右键，色框中的针形会改变；点击一下为反针，再点击一下恢复为正针。

点击绘图工具，选择绘制正方形，在绘图工作区画出一个正方形；点击填充工具，选择单色填充，在正方形中点击鼠标左键，形成平针组织面料正面图，如果在第二步选择反针，就画出平针组织面料反面图；选择针织密度命令，在对话框中设定针织面料的横密和纵密，形成设计需要的织物密度；单击窗口命令，选中设计好的平针面料，然后单击针织图像命令，将针织模拟窗中的针织图案转换到绘图区；单击窗口命令，在四方形定窗选项中设置像素，将窗口移到面料上后点击鼠标右键，实施窗外清除命令，完成平针面料设计。

2.1.2 罗纹组织

在颜色面板中选择白色反针，在平针组织面料正面图上画出两个反面的纵行；单击园窗口命令，选中2+2罗纹组织，然后单击窗口命令中的子命令—图像循环命令，拖动鼠标拉出一个大的选窗，得到一整块2+2罗纹组织，接下几步参考平针组织设计步骤，最终得到罗纹组织。

2.2 常见花色组织设计

2.2.1 提花组织

图案的获取途径有很多种，如外围设备、网络或者素材库，可从中选取一张合适的图片进行处理。打开色彩整合命令，对图片的颜色数目进行筛选，然后实施换色命令，使图案的颜色数目和色彩都符合设计要求。考虑到针织效果视窗具有放大效果，可以使用变形工具对图案大小进行缩放，并用窗口工具从图片上截取一个大小合理、可循环的图案。

2.2.2 绞花组织

为了使面料上的绞花效果更加突出，一般绞花组织以罗纹组织为基础。首先，在针织素材库中调用针织结构单元，打开图文档命令中的文件管理命令，在服装图艺设计软件的安装目录下找到针织库，Arans表示波纹组织，又称扳花组织；Cable表示绞花组织；Lace表示挑花组织，也就是俗称的蕾丝。其次，打开Cable找到3×3的结构单元，左键单击选中该单元，把选中的结构单元放置在设计好的罗纹组织结构的正面线圈纵行上[3]。再次，用选窗选中绞花组织的结构单元，利用图像循环命令得到绞花组织。最后，利用调整密度和针织图像命令，设计符合要求的绞花组织。

2.2.3 挑花组织

与2.2.2同理，首先，打开图文档命令中的文件管理命令，在服装图艺设计软件的安装目录下找到针织库；其次，打开Lace找到3×3的结构单元，左键单击选中该单元，将选中的结构单元放置在设计好的罗纹组织结构的正面线圈纵行上；再次，用选窗选中挑花组织的结构单元，利用图像循环命令得到挑花组织；最后，利用调整密度和针织图像命令，设计符合要求的挑花组织。

2.2.4 复合组织

读入针织单元，将针织单元放在一起，连接在一起的针织单元的针数必须相同，然后根据需要，将3个针织单元定义在矩形选窗内，并通过图像循环命令循环。针织单元间的连接完成后，可以通过针织命令中的针织密度设置针织结构的松紧比例，最后通过针织图像命令设计完成图像转换。

2.3 夹花纱设计

系统提供了夹花纱设计工具，可以模拟单根毛纱中不同颜色纱线的比例，形成夹花纱。点击导航比例号“S”，进入针织模拟窗，在颜色面板上选择某个颜色，再点击夹花纱设置命令，弹出夹花纱设置对话框，对夹花纱进行设置。设置好后，颜色面板上选中的颜色将变为带有夹花纱的针迹，再用配好色的夹花纱设计各种针织面料。

2.4 针织模拟效果

如今的针织面料也会采用多种后整理方法，如磨砂处理，使线圈结构的清晰度和明暗度发生变化。点击针织模拟参数命令，弹出针织模拟参数设置对话框，针织模拟参数命令可调整亮度、色度、磨砂效果、混纱颗粒大小。

3 针织服装款式CAD设计应用

3.1 针织服装款式图设计

作图前提准备好后，选择绘图功能子命令—“直线”或“曲线”，直接在工作区制作款式图。以制作条格为例，选择绘图子工具—“矩形”或“方形”，制作最小的花型单元，也可以用图案循环或复制功能将单元做完整。最小单元完成后，选择填充功能子命令—“图案填充”，将图填到平面款式图内[4]。以花卉类为例，用绘图功能子命令—“绘折线”和“图层”或“路径”功能，将资料花卉的轮廓描绘出来，轮廓封闭后可以直接用填充功能将封闭的部位上色或填入芝麻点、格条。最小单元操作完毕后，可直接将单元实行填充功能的子命令—“横向移位填充”填入平面款式图内。

3.2 针织服装效果图设计

将模特造型从资料库调出后，打开图层面板，用“新建”功能建立新的图层，选择绘图功能，在新建图层上，根据模特的造型制作款式图，款式图制作完成后，可以利用颜色填充或图案填充将图案元素填入款式图内，用矢量作图模式比较简单。

将模特造型从资料库调出后，可以直接点击路径功能子命令—“折线”或“曲线”，根据模特造型直接绘制款式效果图。框架绘制完成后，选择“路径修改”功能，将款式图进行修饰。选择路径功能后，点击所需要填入的颜色或图案的框架板块，被选择的框架四周出现方型节点标志后，在路径选项面板上选择需要填充的元素，随即所选的部位直接按照要求填充所需要的元素。

3.3 针织服装立体贴图设计

立体贴图是建立在人体三维基础上的，要想让立体贴图达到令人满意的效果，要先对人体三维造型和服装的立体概念有所了解。人体是一个特定的立体，是由4个面（前面、后面、两个侧面）和胸、腰、臀的曲线组成。从正面看，腰部上下由两个梯形箱体组成；从侧面看，胸部前隆，臀部微后翘，整体凸显出优美的曲线。就服装设计而言，一件具有立体感的服装应与人体特征相符合。正确地认识人的体形特征有助于加深对服装立体性的理解，明确人体对服装效果图的基本要求。三维立体贴图提供了一条将二维面料转换成三维服装的途径，可以表现同一款式、不同面料的二维外观效果图像，也可以在照片上立体展示。该过程就是在衣片上建立一个独立的物件，与设定一个线段选窗相似，如果对目标图像进行多次边线绘制，可在新建物件的基础上继续执行添加物件的命令，进而实现对目标图像的绘制。添加物件的命令可多次进行边线绘制，当边线颜色为蓝色时，表示当前选中的状态。另外，要想修改影响立体贴图边线效果的物件，可通过修改新建物件或添加物件的边线实现。

4 结语

编织工艺单的高效精准化生成一直是横编针织服装企业不断追求的目标，本研究以针织面料CAD设计应用为例进行实践研究，详细介绍了服装CAD纸样技术和横编针织服装的编织工艺结合过程，同时也为毛衫企业开发丰富多样的横机编织服装提供了可参考依据。随着3D服装纸样技术和电脑横机技术的不断改进，纸样技术在编织工艺中的应用将越来越成熟。