基于虚拟现实技术冲锋衣的设计与三维模拟

戴吴帆 李帅伟 吴梦琪

（常熟理工学院，江苏 常熟 215500）

1 冲锋衣的设计要素

1.1 款式与造型设计

经市场调查发现，冲锋衣款式多样，如三合一冲锋衣、硬壳冲锋衣、软壳冲锋衣、抓绒冲锋衣等。根据长度的不同冲锋衣也可分为短款、中款与长款三种冲锋衣。

而在造型上冲锋衣设计要素众多，如用多块面料拼接成的衣袖可以更好地贴合手臂自然状态下的弯曲，可提高舒适度；防风帽设计了可调节的帽绳，提高了帽子与头部的吻合度，提升了防风效果；在关节等多动处做多层布料处理，以提高耐磨性等。

1.2 面料设计

冲锋衣的面料设计需使冲锋衣具有较好的防风性、防水性、透气性、耐用性、保暖性等。

为使冲锋衣具有防风、防水、透气、透湿等性能，可以通过使用聚氨酯（PU）或热塑性聚氨酯（TPU）制成亲水涂层（或覆膜），覆盖到织物上，以达到在具有透湿透气性能的同时又具防水防风功效。为使冲锋衣具有较好的保暖性，在面料选择上会适当选择热阻系数大的面料。为使冲锋衣具有较好的耐磨性，可以选择线密度较高的纱线，理论上讲，纱线线密度越高，纱线支持面越大，截面上纤维根数越多，不易产生集中应力，耐磨性越好。

1.3 色彩设计

有户外需求的消费者一般认为冲锋衣的穿着场合为山间或林地，他们更喜欢购买色彩艳丽的冲锋衣。身着鲜艳色彩的冲锋衣在山林中行走时，能够增加自身的识别性，有效减少同行的伙伴寻找彼此的时间。户外运动需求少的消费者更倾向于购买无色彩系，即黑白灰三色的冲锋衣，可在日常出行中使用。在图案设计上不同年龄段的需求也不同，童装上多运用手绘的风格呈现图案，在青少年装上多用波普的风格呈现图案。

2 虚拟现实冲锋衣的制作

2.1 冲锋衣的样板制作

由于选择制作的是双层冲锋衣，所以将冲锋衣版片分为里部层版片与面层版片。样板的制作可以选择电脑扫描的冲锋衣的板片设计图，或者是从网上下载相关的版片设计图。导入至2D 板块后使用版片制作功能将所需版片描绘下来，制作成标准的可以使用的服装版片。冲锋衣所需版片较多，有前幅，后幅，帽侧，帽中，左右门襟，袖山，夹圈，袋盖布，袋底布，里布前片后片等。

在制作时，将左右对称的版片设置为对称，例如里层的后幅与领子，面层的后幅，帽中与领子等。这样在缝纫和调整时能够更快速地缝纫并且做到对称。将制作好的版片导入虚拟现实技术的制作软件中，再从模特资源库中选择模特导入，在2D 窗口的虚拟模特人体上进行样板绘制，样板绘制时可以通过属性设置将面料的透明度降低，可以直接看出服装样板与人体松量的关系，方便修改以及绘制。

先缝纫里层，将里层的版片通过安排点放置在模特周围的相应位置，版片安排好之后用线缝纫，袖山与夹圈等需要较为复杂缝纫的位置使用自由缝合，缝线效果图如图1。缝合时缝纫线不可交叉重合，需要注意对位剪口，缝纫结束后安排拉链。缝合完成后进行模拟实验，模拟样板上身效果，观察样板缝合处褶皱的状态，可以对缝合线进行修改，使得缝合处更加平整。进行适当改进后，里层样板效果图如图2。接下来缝纫面层，面层样板效果图如图3。最后安排口袋与帽子的版片，将其缝合。口袋版片安排的位置需要符合冲锋衣的造型设计要求，例如不能太过于靠近腰部以免影响系安全带等。

图2 里层白膜效果图

图3 面层白膜效果图

2.2 面料属性调整与品质提升

将外层冷冻硬化后先调整里层版片。首先需要拉扯微调服装的造型，在过程中保证服装造型的规整，为最后模型的规范打下良好的基础。调整至满意时及时冷冻，防止服装已经调整好的部分受到牵扯而变形。由于双层冲锋衣款式较为复杂，所以需要调整大量局部细节，例如在领角轮廓上打固定针来微调造型，使得造型位置固定且挺括，开启形态固化，避免调整好的版片变形等。在属性编辑中打开面料文件，应用到选中的版片，例如本课题选择摇粒绒面料，应用到选中的里层版片。接下来调整面料的物理属性，例如减小经纬向上的拉伸，拉伸越小，面料越容易被拉伸；增加弯曲，弯曲越大，面料就越不容易弯曲。调整面料的渲染厚度，使得渲染效果更加明显。在试验过后，本课题选择将经纬纱拉伸程度调整至27，经纬纱弯曲程度调整至38，在该数据之下的摇粒绒拉伸弹性效果最为逼真。

完成之后需要给服装增加色彩与纹理，不同的色彩与图案的冲锋衣风格不同，可以根据消费者人群来进行选择，本课题根据户外需求人群与非户外需求人群设计了两种色彩搭配，如图4 所示。

图4 色彩举例展示

2.3 细节调整

首先调整褶皱效果，本课题通过调整经纬向缩率，模拟厚度与粒子间距来达到基本的褶皱效果，例如袖口的褶皱可以适当提高经纬纱的拉伸程度，适当降低纬向的弯曲程度，使褶皱的纹理更加生动。在局部增加细节，例如在袖口处增加魔术贴，添加明线，并应用到各个部位的内部线上，用线褶皱工具给内部线增加褶皱效果。其次调整拉链的材质属性，例如设置拉齿，下齿为塑料，而拉头、拉片为金属，里层与面层的前中拉链材质属性可以是一样的，但是颜色不同，需要分开设置两种拉链。安排图案，在场景视窗中打开图案，安排到所需要的位置。设计人员可用鼠标全方位旋转着装模特，直接观察衣片各部位每个角度穿着的效果和细节，使用拉紧图中的红，绿，蓝三种颜色来显示各部位衣身的松紧程度来修正版型尺寸，改善冲锋衣的穿着效果，提高穿着舒适程度[1]。最后检查一下袖子是否直顺，袖口是否圆顺等。

为使整体效果更加美观，本课题选择在模特身上添加较为百搭的深色工装裤来进行整体效果的呈现。

在工具菜单中打开离线渲染，调整图片尺寸与背景，将材质选择为高质量，选择暴力渲染方式，勾选降噪，根据需要使用合适的灯光，最终生成渲染的立体效果图，本课题选择举例中的一种色彩搭配进行渲染立体图的多角度展示，如图5 所示为正面展示效果。

3 结论

冲锋衣是市场上十分流行的一种服装，而虚拟现实技术以智能化的方式进行成衣制作，直观、快捷地展示了二维纸样的三维效果，准确地观察到服装与人体之间的关系。本课题通过虚拟现实技术进行冲锋衣样板的制作，可以十分高效地展现冲锋衣在人体上的穿着效果，展现不同面料在冲锋衣上的渲染效果，可以满足消费者对于版型、审美的需求。