計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域在服裝工業(yè)界的延伸和應(yīng)用，是讓設(shè)計(jì)師們在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)和展示各式服裝的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠?qū)鹘y(tǒng)服裝的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)師風(fēng)格和經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)密切結(jié)合在一起。有了計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)以后，設(shè)計(jì)師們可以在計(jì)算機(jī)屏幕上與顧客共同討論款式花樣，按照客戶的參數(shù)和要求隨時進(jìn)行修改，并最終在計(jì)算機(jī)屏幕上展示虛擬試穿的效果。由于計(jì)算機(jī)的快速反應(yīng)和重現(xiàn)能力，用傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)一個款式服裝的流程一般需要幾個

2、小時甚至幾天的時間，而用計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)只需要幾十分鐘甚至幾分鐘，能大大縮短服裝設(shè)計(jì)周期，從而減少設(shè)計(jì)師的手工勞動量，節(jié)約大量的時間和中間材料。同時設(shè)計(jì)師們能夠?qū)⒆约旱脑O(shè)計(jì)成果重復(fù)利用，并快速地傳遞到工廠或者其他設(shè)計(jì)人員。顯而易見，計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展能夠給服裝工業(yè)界帶來巨大的變化。
　　 作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和服裝工業(yè)界新興的交叉研究應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)輔助服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)得到了越來越多的工業(yè)界人士和研究人員的關(guān)注。但是到目

3、前為止，該領(lǐng)域還面臨著很多技術(shù)難點(diǎn)：比如如何設(shè)計(jì)一套實(shí)時的交互式工具讓設(shè)計(jì)者更加快速便捷地進(jìn)行設(shè)計(jì)；如何幫助設(shè)計(jì)師在二維窗口和三維窗口進(jìn)行同步設(shè)計(jì)；如何將同一款式的服裝匹配到不同參數(shù)的人體模型上去；以及如何建模一個更加真實(shí)并能夠體現(xiàn)不同材料特性的物理模型進(jìn)行實(shí)時模擬。本文系統(tǒng)地研究了計(jì)算機(jī)服裝設(shè)計(jì)的幾個技術(shù)難點(diǎn)，提出了一整套解決方案，內(nèi)容包括了交互式虛擬試衣，二維樣板設(shè)計(jì)和三維成衣同步設(shè)計(jì)，合體度優(yōu)化和實(shí)時布料模擬，以及服裝自動匹配，具

4、體如下：
　　 1.我們研發(fā)了一個三維交互式的虛擬試衣系統(tǒng)。主要技術(shù)包括人體模型橢球體逼近，實(shí)時布料動態(tài)模擬和交互式操作工具。在這個系統(tǒng)中，我們首先用層次化的橢球體去逼近需要試衣的人體模型；并解決了服裝在橢球體上的碰撞檢測和碰撞響應(yīng)；接著，用四種交互式操作將服裝樣板定位到所需要的位置進(jìn)行虛擬縫合；最后，我們用實(shí)時的布料模擬引擎來展示試衣結(jié)果。該系統(tǒng)解決了已有系統(tǒng)難以解決的復(fù)雜服裝的虛擬試衣。
　　 2.我們研發(fā)了一個二維

5、樣板和三維服裝的同步設(shè)計(jì)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)利用了一系列創(chuàng)新技術(shù)，包括二維樣板和三維服裝之間的交叉參數(shù)化，基于幾何和物理的混合變形以及服裝同步修改算法和交互式合體度優(yōu)化。首先，服裝樣板通過特征點(diǎn)匹配建立與人體模型的對應(yīng)關(guān)系，然后通過交叉參數(shù)化方法映射到人體模型上對應(yīng)的位置，該階段形成一個初始化的三維服裝模型。接著用基于幾何和物理的混合模型去處理映射后的服裝網(wǎng)格，使它還原到二維樣板的大小，這樣能夠得到不同部位的合體度數(shù)據(jù)。在修改階段，系統(tǒng)提供強(qiáng)

6、大又直觀的修改工具，由于我們建立了二維樣板到三維服裝間的映射關(guān)系，所以無論我們對二維樣板修改還是對三維服裝修改都可以轉(zhuǎn)換到與之對應(yīng)的操作。這樣克服了現(xiàn)有三維修改的不確定性和不可重用性問題，既擁有三維修改的直觀性，又滿足了二維服裝樣板的約束條件。我們還提出了交互式合體度優(yōu)化方法，使得該系統(tǒng)很好的滿足了服裝工業(yè)界的需求。最后，我們用基于GPU的實(shí)時物理引擎來模擬服裝穿著在人體模型上的效果。
　　 3.我們提出了一種自動為不同形體特征

7、人體進(jìn)行服裝匹配的方法。該方法主要解決了服裝從一個合適人體模型到一個目標(biāo)人體模型匹配時的特征保留。初始狀態(tài)，需要變形的服裝是穿著在一個合身的人體模型上，通過變形傳遞，被穿著在了目標(biāo)人體模型身上；接著，用戶通過鼠標(biāo)交互指定該服裝的幾個特征，通過執(zhí)行特征保留和優(yōu)化算法，將變形后服裝模型的特征與原先的特征相匹配；最后，該服裝將會被整體優(yōu)化使之匹配原有的形狀，同時特征被保留下來。由于服裝通常是由離散或者非流形的網(wǎng)格表示的，我們提出的離散曲面重建