計算機輔助服裝設計研究.pdf

1、計算機輔助服裝設計系統，是計算機圖形學領域在服裝工業(yè)界的延伸和應用，是讓設計師們在計算機上設計和展示各式服裝的系統。計算機輔助服裝設計系統能夠將傳統服裝的設計規(guī)范，設計師風格和經驗與計算機系統密切結合在一起。有了計算機輔助服裝設計系統以后，設計師們可以在計算機屏幕上與顧客共同討論款式花樣，按照客戶的參數和要求隨時進行修改，并最終在計算機屏幕上展示虛擬試穿的效果。由于計算機的快速反應和重現能力，用傳統方式設計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，而用計算機輔助服裝設計系統只需要幾十分鐘甚至幾分鐘，能大大縮短服裝設計周期，從而減少設計師的手工勞動量，節(jié)約大量的時間和中間材料。同時設計師們能夠將自己的設計成果重復利用，并快速地傳遞到工廠或者其他設計人員。顯而易見，計算機輔助服裝設計系統的發(fā)展能夠給服裝工業(yè)界帶來巨大的變化。
　　 作為計算機圖形學和服裝工業(yè)界新興的交叉研究應用領域，計算機輔助服裝設計系統得到了越來越多的工業(yè)界人士和研究人員的關注。但是到目

3、前為止，該領域還面臨著很多技術難點：比如如何設計一套實時的交互式工具讓設計者更加快速便捷地進行設計；如何幫助設計師在二維窗口和三維窗口進行同步設計；如何將同一款式的服裝匹配到不同參數的人體模型上去；以及如何建模一個更加真實并能夠體現不同材料特性的物理模型進行實時模擬。本文系統地研究了計算機服裝設計的幾個技術難點，提出了一整套解決方案，內容包括了交互式虛擬試衣，二維樣板設計和三維成衣同步設計，合體度優(yōu)化和實時布料模擬，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。主要技術包括人體模型橢球體逼近，實時布料動態(tài)模擬和交互式操作工具。在這個系統中，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；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行虛擬縫合；最后，我們用實時的布料模擬引擎來展示試衣結果。該系統解決了已有系統難以解決的復雜服裝的虛擬試衣。
　　 2.我們研發(fā)了一個二維

5、樣板和三維服裝的同步設計系統。這個系統利用了一系列創(chuàng)新技術，包括二維樣板和三維服裝之間的交叉參數化，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匹配建立與人體模型的對應關系，然后通過交叉參數化方法映射到人體模型上對應的位置，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據。在修改階段，系統提供強

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換到與之對應的操作。這樣克服了現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，被穿著在了目標人體模型身上；接著，用戶通過鼠標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格表示的，我們提出的離散曲面重建