基于人體建模技術下的三維服裝cad系統(tǒng)的發(fā)展與展望

1、基于人體建模技術下的三維服裝CAD系統(tǒng)的發(fā)展與展望,1. 三維服裝CAD的概述,1.1 三維服裝CAD的簡介,三維服裝CAD技術, 是指在電子計算機上實現(xiàn)三維人體測量、三維服裝設計、三維立體裁剪、三維立體縫合及三維穿衣效果展示等全過程, 其最終目的在于不經制作服裝, 便可由虛擬模特試穿, 完成著裝效果的預先演示,,1.2 服裝CAD的發(fā)展歷程1.2.1 國外服裝CAD的發(fā)展 20世紀60年代初美國率先將CAD技術應用

2、于服裝加工領域并取得了良好的效果 70年代起，一些技術發(fā)達國家如法國、英國、日本、西班牙、瑞士等國家也紛紛向這一新技術領域進軍，取得了較好的成效。 當今，服裝工業(yè)正在由“勞動密集型”向“技術密集型”轉化，在國外發(fā)達國家，服裝CAD技術己基本普及。,1 德國艾斯特(Assyst)系統(tǒng)2 西班牙英維斯(Investronica)系統(tǒng)3 法國力克(Lectra)系統(tǒng),1.2.2 國內服裝CAD的發(fā)

3、展 我國服裝CAD技術起步較晚，但發(fā)展速度很快。80年代，我國服裝行業(yè)在引進國外先進技術的同時，科技界也積極開展服裝CAD技術的開發(fā)研究工作。二維服裝CAD系統(tǒng)的發(fā)展己趨于成熟 . 目前，中國國內市場的CAD開發(fā)商有北京710所的天力(ARISA)服裝CAD,深911華怡的富怡服裝CAD、杭州的愛科(ECHO) CAD等。,1.2.3 服裝CAD的發(fā)展由二維走向三維已成為必然趨勢 現(xiàn)代人們對“衣”提出了更

4、高的要求，在保暖、適用的同時，人們對服裝的適體、美觀及個性化的要求也越來越高。 此外，三維服裝CAD技術在紡織服裝業(yè)的推廣應用是迅速提高企業(yè)綜合實力和市場競爭能力的一個重要途徑。 三維服裝CAD是服裝設計的必然趨勢,1.3 創(chuàng)建三維服裝CAD系統(tǒng)的關鍵技術 1 三維人體的建模。 2 三維服裝的修改及有關操作。 3 三維服裝與二維衣片之間的轉化。

5、 4 織物變形模型。,目前，國內外學者主要研究的內容分為以下三大塊：人體測量、人體建模、虛擬模特；三維服裝設計；三維服裝展示。,2. 三維人體建模,2.1 三維人體建模的簡介 三維服裝人體建模是一個復雜形體的幾何造型、參數(shù)化設計和運動仿真的綜合問題。 它是用用計算機構造人體模型的過程。即用三維掃描儀掃描人體得到點云數(shù)據，經過處理生成逼真的人體三維網格的模型。,2.2 人體建模技術的主要方法

6、 1 線框建模 線框建模只用點、線的信息表示一個形體，數(shù)據量少，定義過程簡單，符合人們打樣的習慣。很多復雜的形體設計往往先用樣條勾畫出基本輪廓，然后逐步細化。線框建模的數(shù)據存儲量少，對其編輯、修改非常快。,2 實體建模 實體建模的概念盡管早在20世紀60年代就己提出，但到20世紀70年代才出現(xiàn)簡單且有一定實用意義的實體建模系統(tǒng)。到20世紀70年代后期，實體建模技術在理論、算法和應用方面才比較成熟。

7、 3 曲面建模 曲面模型是CAD和計算機圖形學最活躍、最關鍵的學科分支之一。它主要研究具有一定光滑程度的曲面外形的數(shù)學描述。,4 基于物理的建模技術 傳統(tǒng)的人體建模技術經歷了從線框建模，曲面建模到實體建模的發(fā)展歷程，其對人體的幾何信息和拓撲信息的描述己相當完備。但它們所描述的主要是人體的外部幾何特征，而對人體本身所具有的物理特征和人體所處的外部環(huán)境因素(如重力等)則缺乏描述。,2.3 三維服裝人體建模

8、技術的主要方法 1 多面體人體建模 多面體人體建模是一種根據設計者的構思進行局部處理并生成人體模型的方法。該方法從構造多面體開始，對多面體的任意一個面、棱邊、頂點進行局部修改，從而得到一個與實體外形相似的基本立體。通過對基本立體的磨光處理，自動產生自由曲面的控制頂點，并拼接成所需的形狀。用多面體建?？梢造`活地進行人體形狀設計。,2 基于特征的人體建模 根據人體的特征分布，將人體模型劃分為幾

9、個基本結構，每部分有各自的數(shù)據結構和造型方法。該方法的優(yōu)點在于，它使得人體模型的曲面建模更加靈活，可以針對人體模型不同部位的幾何特征，選擇最適合的曲面建模方法，而不必拘泥于某一種曲面表達方式。,3 參數(shù)化人體建模 參數(shù)化曲面建模又稱為變量建模，它采用幾何約束來表達人體模型的形狀特征。已知人體幾何特征參數(shù)，根據人機工程學原理，修改相應的主要造型特征，使其滿足新的尺寸要求。同時，利用人體模型主、輔造型特征間的關聯(lián)結構，修改

10、相關的輔助造型特征。對所得造型特征進行曲面建模，得到用戶所需的人體模型。,4 以網格邊界線為連續(xù)條件的人體建模 該方法以表面造型法作為人體造型的主要框架，通過構造橫向和縱向的B樣條曲線，形成三維的空間樣條體系。由兩個軸向的日樣條曲線離散出構造三維人體曲面的三角面片基元的各個頂點，通過這些頂點利用具有法向量的三角面片重構出三維人體，在此基礎上進行人體的顯示和后續(xù)處理。,3.基于人體建模技術下的三維服裝CAD系統(tǒng)的發(fā)展與展望

11、,3.1 當前三維服裝CAD存在的技術難題把從網絡中傳輸過來的不同類型的數(shù)據(不同的三維人體掃描儀輸出的數(shù)據格式不盡相同)轉換成統(tǒng)一的數(shù)據格式快速生成人體模型；更準確地建立織物物理模型、變形模型、減少織物變形模擬中的計算時間和實時性限制、降低面料對縫邊的影響；3 通過碰撞檢測技術虛擬展示服裝，實現(xiàn)三維服裝和二維衣片之間精確轉換(包括在二維衣片上表現(xiàn)出在三維服裝上做的變形和修改)，得到真正實用于生產制作的二維衣片。,3.