論網(wǎng)絡(luò)服裝設(shè)計(jì)體系的開(kāi)發(fā)

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一、三維人體掃描系統(tǒng)在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用

1服裝合體度評(píng)價(jià)

目前，服裝合體度評(píng)價(jià)的方法包括服裝穿著者的評(píng)價(jià)、專家評(píng)估及客觀測(cè)量。提高服裝合體度的方法包括服裝定制系統(tǒng)的創(chuàng)建和測(cè)試、為試穿而開(kāi)發(fā)的尺寸體系、為設(shè)計(jì)而收集數(shù)據(jù)、功能性或保護(hù)性服裝的尺寸系統(tǒng)。在過(guò)去的研究中關(guān)于合體度很難或不能給出一個(gè)明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槿梭w在尺寸、體型和姿勢(shì)上存在很多變量，這些變量跟服裝的所要表現(xiàn)的功能性、款式和面料屬性所決定的合體度均有關(guān)系。合體度是一個(gè)三維的概念，它是理解服裝與人體關(guān)系的媒介，由視覺(jué)評(píng)價(jià)來(lái)量化與鑒別，視覺(jué)評(píng)價(jià)包括5個(gè)指標(biāo)，分別為松量、紋理、線條、系列和平衡。一般來(lái)講，主觀評(píng)價(jià)缺少可靠性，穿著者和專家的意見(jiàn)往往會(huì)發(fā)生沖突，因此量化服裝與人體之間的關(guān)系才能對(duì)其合體度做出客觀的評(píng)價(jià)，才能真實(shí)的反映出兩者之間的關(guān)系。收集數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方法是手工測(cè)量，這不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，不能真實(shí)反映人體與服裝的空間關(guān)系。三維人體掃描技術(shù)則能實(shí)現(xiàn)人體與服裝尺寸的真實(shí)對(duì)比，而且方便、快捷、直觀。一般方法是：裸態(tài)人體三維掃描———穿著服裝狀態(tài)三維掃描———修補(bǔ)數(shù)據(jù)———橫截面法間隙對(duì)比———數(shù)據(jù)分析。三維掃描的截面對(duì)比如圖3所示。由三維掃描系統(tǒng)得到的服裝橫截面能夠?yàn)楸容^不同材料制作的服裝產(chǎn)生的合體度評(píng)價(jià)提供有用的信息，但是這種方法也存在一定的缺陷，其中之一就是它只能捕捉到服裝的表層，而與人體直接接觸的是服裝的內(nèi)層，內(nèi)外之間存在一定的厚度，目前無(wú)法避免。但是三維掃描系統(tǒng)在服裝合體度上的應(yīng)用的確是一大突破。

2航天裝備設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的人體測(cè)量方法對(duì)航天服及航天工具制作存在著一定的挑戰(zhàn)，因?yàn)橛詈椒容^笨重，但要允許操作者在其中移動(dòng)，這會(huì)限制識(shí)別身體坐標(biāo)的能力。美國(guó)宇航局已經(jīng)在研究從傳統(tǒng)方法到三維掃描系統(tǒng)的應(yīng)用來(lái)對(duì)宇航服進(jìn)行設(shè)計(jì)［3］。如計(jì)算目標(biāo)人群的最大頭圍來(lái)估計(jì)用來(lái)交換的空氣體積。傳統(tǒng)方法是測(cè)量頭部最大圍度和寬度，利用公式求得頭部體積，這忽略了頭部輪廓會(huì)因人而異，并不是一個(gè)規(guī)則的橢球形，如圖4所示。三維掃描技術(shù)的應(yīng)用則恰恰彌補(bǔ)了這一空白，能夠快速、準(zhǔn)確的獲得決定頭部體積的各個(gè)測(cè)量項(xiàng)，達(dá)到真實(shí)的效果，如圖5所示?？紤]到一定的功能性，航天服的設(shè)計(jì)要留夠足夠的空間，便于航天員操作及活動(dòng)，這時(shí)估計(jì)服裝與人體之間的松量顯得尤為重要。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)手法更傾向于主觀，不夠準(zhǔn)確，對(duì)其松量進(jìn)行量化是必要的。三維掃描技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一設(shè)想，通過(guò)比較裸態(tài)與穿著服裝狀態(tài)掃描的數(shù)據(jù)，能夠非常直觀的觀察服裝與人體之間的空間，通過(guò)橫截面法計(jì)算出空隙量，根據(jù)這些量化的數(shù)據(jù)修改樣板，達(dá)到理想效果。不同尺碼宇航服的穿著效果不同，如圖6所示。

3鞋靴設(shè)計(jì)

腳在人們的日?；顒?dòng)中起著重要作用，如支撐身體、通過(guò)杠桿原理推動(dòng)身體前進(jìn)和緩沖等。因此，鞋子也就占據(jù)著重要角色，如果鞋子不合適會(huì)影響到腳的功能，多數(shù)腳病都是由鞋子引起，腳與鞋子的關(guān)系成為了廣大學(xué)者的研究對(duì)象。LauraLucíaPEREZ等人針對(duì)軍事用鞋進(jìn)行了研究［4］。受軍隊(duì)環(huán)境的特殊性影響，鞋子的設(shè)計(jì)除注重舒適性之外，功能性也是考慮因素之一。對(duì)鞋子的評(píng)估指標(biāo)不僅包括舒適度，因此理解鞋子不同部分的功能及各個(gè)部分所使用的材料性能顯得尤為重要。為了得到更加合理、直觀的腳部與鞋子的空間數(shù)據(jù)，收集腳部的人體測(cè)量數(shù)據(jù)也是必要的。在軍事用鞋的設(shè)計(jì)中，有兩個(gè)重要因素需要被考慮，一是環(huán)境條件，行軍環(huán)境可能會(huì)受到蚊蟲叮咬而感染，濕度較大，衛(wèi)生條件差；二是承受重壓，導(dǎo)致膝蓋受傷。目前的困難之一是如何把環(huán)境因素、人體及保護(hù)體系聯(lián)系起來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。具體問(wèn)題就是尺碼和濕度。尺碼的分類利用三維掃描系統(tǒng)，通過(guò)掃描75名士兵的腳部數(shù)據(jù)，定義了15個(gè)測(cè)量項(xiàng)，經(jīng)過(guò)靜態(tài)分析，得出相關(guān)因素，分析腳部特征，修正現(xiàn)有的尺碼標(biāo)準(zhǔn)，為軍事用鞋的設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的參考依據(jù)。腳部測(cè)量項(xiàng)參考點(diǎn)如圖7所示。從收集的資料來(lái)看，李慧等人利用三維掃描技術(shù)對(duì)鞋子壓力舒適性進(jìn)行了研究［5］，在了解人體足部生理結(jié)構(gòu)、骨學(xué)性能和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的基礎(chǔ)上，使用三維掃描儀，以在校大學(xué)生為志愿者，對(duì)足部數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，一共提取了能夠區(qū)分人體足型的5個(gè)特征測(cè)量項(xiàng)，分別是跖趾圍長(zhǎng)、跖趾關(guān)節(jié)高度、腳長(zhǎng)、足弓高度、腳趾與腳底平面的夾角，如圖8所示。以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)而研究足部形狀，同時(shí)建立足部壓力分布測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)不同足型進(jìn)行足底壓力測(cè)量，并進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。

二、服裝設(shè)計(jì)體系開(kāi)發(fā)

隨著科技的發(fā)展和電子網(wǎng)絡(luò)的普及，電子商務(wù)將成為服裝銷售的主要途徑。三維掃描技術(shù)作為客觀評(píng)價(jià)服裝的工具因其方便、快捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，與現(xiàn)代電子商務(wù)結(jié)合是必然趨勢(shì)。

1服裝設(shè)計(jì)體系

未來(lái)的服裝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)必然是三維———二維———三維的相互轉(zhuǎn)換，因此會(huì)融合現(xiàn)有的服裝技術(shù)，如三維掃描、服裝CAD制版和三維試衣等。根據(jù)現(xiàn)有資料，對(duì)服裝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)體系做出預(yù)測(cè)，如圖9所示。

2裸態(tài)三維掃描

裸態(tài)三維掃描過(guò)程主要是為獲得基本數(shù)據(jù)庫(kù)，是整個(gè)服裝設(shè)計(jì)體系的基準(zhǔn)。它建立在大樣本的基礎(chǔ)上，目的是為了得到準(zhǔn)確的號(hào)型分類。服裝號(hào)型是服裝行業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。由于目前使用的號(hào)型標(biāo)準(zhǔn)所基于的數(shù)據(jù)多數(shù)來(lái)源于手工測(cè)量，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無(wú)從考證，導(dǎo)致號(hào)型分布混亂，無(wú)法真實(shí)反映消費(fèi)者的身體特征，在購(gòu)買服裝時(shí)達(dá)不到理想效果。三維人體掃描系統(tǒng)的出現(xiàn)解決了人體形態(tài)數(shù)據(jù)化的問(wèn)題，對(duì)于人們真正認(rèn)識(shí)人體具有重大意義，同時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量方法具有較高的準(zhǔn)確性，因此基礎(chǔ)尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)的更新三維掃描系統(tǒng)將會(huì)起到重大作用。由于是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集，即裸態(tài)掃描，這就避免了面料帶來(lái)的誤差，更能說(shuō)明數(shù)據(jù)來(lái)源的可靠性。三維掃描后，基于掃描數(shù)據(jù)，可從3個(gè)層次對(duì)人體形態(tài)進(jìn)行特征進(jìn)行分析：第一層次為人體的體型類別分析，需要數(shù)據(jù)較少，多為關(guān)鍵部位數(shù)據(jù)（胸、腰、臀圍），結(jié)合人體身高、體重，對(duì)比后對(duì)形態(tài)特征進(jìn)行分類；第二層次為人體的局部特征分析，包括正面形態(tài)特征分析和側(cè)面形態(tài)特征分析。如圖10所示，從掃描數(shù)據(jù)中提取正、側(cè)面輪廓數(shù)據(jù)，對(duì)比后對(duì)其進(jìn)行分類，能對(duì)人體局部形態(tài)進(jìn)行量化，前文中講到的胸部數(shù)據(jù)體系的建立就屬于局部特征分析；第三層次為基于人體三維框架的特征分析，所需信息量較大，主要用于制作標(biāo)準(zhǔn)化人臺(tái)［6］。裸態(tài)三維掃描的另一個(gè)目的是根據(jù)人體數(shù)據(jù)庫(kù)建立虛擬裸態(tài)模特，按不同體型存儲(chǔ)，以供試衣使用。人體三維特征框架如圖11所示。

3原型樣板

原型樣板的制作一般有3種方法：立裁、手繪和CAD制版。這些方法多數(shù)依靠經(jīng)驗(yàn)，需要花費(fèi)大量時(shí)間，隨著三維掃描系統(tǒng)的出現(xiàn)，對(duì)三維數(shù)據(jù)直接展開(kāi)成二維面片的研究逐漸出現(xiàn)，但是根據(jù)目前的研究成果來(lái)看，這一問(wèn)題并未徹底解決。具體的方法有從三維人體掃描得到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行人體識(shí)別，將識(shí)別后的模型Delaunay三角化，對(duì)三角化后的人體模型進(jìn)行C均值模糊聚類的人體曲面分割，基于最小二乘法的多邊形近似及展開(kāi)，最后自動(dòng)生成服裝樣板，即以下5個(gè)步驟：人體識(shí)別、建模、聚類分割、多邊形回歸和多邊形展開(kāi)［7］。該方法雖然實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)到二維面片的直接轉(zhuǎn)化，但是依然存在一些缺陷：對(duì)于不同的人體多邊形近似的結(jié)果和生成的板型不同，會(huì)受到聚類量、角距離和側(cè)地距離之間權(quán)重的影響；僅限于原型展開(kāi)，加入松量無(wú)從下手；如何檢驗(yàn)所生成的樣板仍待解決。因此，關(guān)于這方面的問(wèn)題還需要進(jìn)行更加深入的研究，簡(jiǎn)單易行的轉(zhuǎn)換方法還需要探索。

4修板

樣板修正是基于三維掃描數(shù)據(jù)的，在樣衣完成后在穿著狀態(tài)下進(jìn)行三維掃描，運(yùn)用橫截面對(duì)比的方法比較裸態(tài)與著裝狀態(tài)服裝與人體的間隙量，進(jìn)而修改樣板。

5成衣人體三維掃描

穿著成衣掃描的數(shù)據(jù)是為了建立第二個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)保存三維著裝效果，以供消費(fèi)者試衣使用。

6虛擬試衣

虛擬試衣主要是針對(duì)網(wǎng)購(gòu)客戶設(shè)計(jì)的工具。在電腦中虛擬人體，陳列系列服裝，不僅可以立體展示服裝特點(diǎn)，能夠模擬不同材質(zhì)的面料性能，而且可以讓消費(fèi)者根據(jù)自己的體型特征選擇不同的試衣模特。這些試衣模特來(lái)源于人體基本數(shù)據(jù)庫(kù)，由于它是基于三維掃描建立的，因此具有一定的說(shuō)服力，然后消費(fèi)者選擇自己喜愛(ài)的服裝，電腦自動(dòng)完成試衣過(guò)程。試衣模特最好是真人，最后以三維動(dòng)畫的形式展示給消費(fèi)者。運(yùn)動(dòng)品牌skins官網(wǎng)上的產(chǎn)品展示大致如以上形式，如圖12所示。瀏覽者可拖動(dòng)鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)服裝，服裝基本類似人體穿著，但是依然存在一些不足之處：展示模特單一，消費(fèi)者無(wú)法判斷自身體型穿著效果；非真人展示，與實(shí)際穿著效果有一定差距。

三、結(jié)語(yǔ)

三維掃描技術(shù)因其直觀性、真實(shí)性，能夠反應(yīng)出人體與服裝的關(guān)系，對(duì)于我們充分認(rèn)識(shí)人體至關(guān)重要，在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛，但是目前多在研究領(lǐng)域使用，并未投放到生產(chǎn)中。因此，如何將三維掃描技術(shù)應(yīng)用到服裝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)，并將其系統(tǒng)化是未來(lái)的趨勢(shì)。（本文作者：周慧平 單位：北京服裝學(xué)院）