近年来国内外均在三维服装CAD、虚拟现实服装设计等方面开展理论研究和实践应用。据Autodesk公司对于CAD的整体应用情况的统计,目前全球使用三维CAD进行产品设计的用户已经有大约30%,剩下的70%用户依然使用二维CAD设计。实际上,三维CAD在世界范围内已经在广泛应用,但在服装领域,三维CAD的开发应用比较滞后,这是因为服装不像机械、电子行业的固态产品,它的质地是柔性的,会随着外界条件的不同发生改变,因此模拟难度很大,特别是服装CAD要实现从二维到三维的转化,需要解决织物质感和动感的表现、三维重建、逼真灵活的曲面造型等技术问题,另外还有从三维服装设计模型转换生成二维平面衣片的技术问题。这些问题导致三维服装CAD的开发周期较长,技术难度较大。
服装三维CAD有别于二维CAD的地方在于:它是在通过三维人体测量建立起的人体数据模型基础上,对模型的交互式三维立体设计,然后再生成二维的服装样片,它主要要解决人体三维尺寸模型的建立及局部修改,三维服装原型设计、三维服装覆盖及浓淡处理、三维服装效果显示特别是动态显示和三维服装与二维衣片的可逆转换等。
三维人体测量通过获取的关键人体几何参数数据,生成虚拟的三维人体,建立静态和动态的人体模型,形成一整套具有虚拟人体显示和动态模拟功能的系统。
在二维CAD基础上的三维设计逐渐向智能化、物性分析、动态仿真方向发展,参数化设计向变量化和超变量化方向发展;三维线框造型、曲面造型及实体造型向特征造型以及语义特征造型等方向发展:组件开发技术的研究应用,还为CAD系统的开放性及功能自由拼装的实现提供了基础。
将三维服装设计模型转换生成二维平面衣片,涉及到把复杂的空间曲面展开为平面的技术,这是服装材料的柔性、平面性质决定的需求.也是三维服装CAD的难点。国内外学者做了多项研究工作,得到了复杂曲面展开的多种方法,有许多方法也已应用在实践中。目前在国外市场上的三维服装CAD的应用主要有两类:一是用于置身定做;针对特定客户人体的参数测量及其对服装款式的特定要求(如放松量、长度、宽度等方面的喜好信息),进行服装设计,再生成相应的平面服装样片。此类产品可利用互联网进行远程控制实现,其中以美、英、法、德、日、瑞士的系统较为先进。二是用于模拟试衣系统;通过对顾客体型的三维测量,进行互动服装设计,再生成相应的平面服装样片。这类应用也可利用互联网进行电子商务的远程控制实现,如美国的Land send公司在互联网上可建立顾客的人体虚拟模型,通过顾客的简单操作,可试穿该公司所推出的服装,还可进行立体互动设计,直到顾客满意为止。
现在国外的一些产品已基本能实现三维服装穿着、搭配设计并修改,反映服装穿着运动舒适性的动画效果,模拟不同布料的三维悬垂效果,实现360度旋转等功能。其中美国、日本、瑞士等国家研究开发的三维服装CAD软件比较先进,如美国CDI公司推出的CONCEPT 3D服装设计系统、法国力克公司的3D系统、美国格伯公司的AM-EE-SW 3D系统、加拿大PAD公司的3D系统、日本东洋纺织公司的3D系统等。
我国是服装大国,但在服装的先进技术方面起步较晚。国内在这一领域的研究虽已取得初步进展,实现了仿三维CAD设计,但离国外的技术水平还有较大距离。目前只有香港科技和北京长蜂科技公司、北京服装学院、中山大学、杭州爱科公司、深圳盈宁公司等近年来开始了服装三维覆盖模式款式试衣系统的开发,且仅有部分软件进入了商品化阶段。
近年来,CAD技术在取得快速发展的同时,也暴露了发展中的问题,主要表现在过分强调单元技术的发展,过分强调系统的通用性,忽略了面向设计过程的产品全生命周期设计,忽略了网络技术的应用,忽略了数据库、特征库的发展等等。针对这些问题,结合制造业信息化技术的最新发展,CAD技术的开发商提出了面向行业和过程(产品全生命周期)的三维数字化设计系统。该系统已成为近年来国内外研究开发的热点,并视为CAD技术的深化应用、跨越发展的唯一出路。
原来自成一体的CAD系统、与CAD系统的配套技术已经和正在融入CIMS(计算机集成制造系统),建立与CAM、MIS、PDM、ERP等的接口与集成是服装CAD系统发展的另一个趋势。
随着近几年来国际互联网的高速发展,预计网络服装设计将逐渐成为主流。在越来越专业化、全球化的生产经营模式下,企业基于网络的CAD系统可以实现数据的共享和标准化,产品的并行设计也将为CAD系统的高效快速提供支持。为有效提升市场规模及产品利润,服装CAD与电子商务的融合也是必然的趋势。一种基于Internet的服装企业远程数据传输和监控系统即将问世,也为服装设计网络化和服装企业信息化提供了有效的技术支撑近年来,美、法、德、日和瑞士等国还开展了虚拟服装CAD的研究开发,开始了超维服装设计的应用研究。所谓超维服装设计,就是超维视觉设计,要求服装设计师在进行服装设计时不仅考虑一维的线、二维的面、三维的体、四维的时、五维的意等设计要素,还要考虑人的心理、人的视觉、人的审美观、人的情趣等诸多因素,注意对环境心理学和观赏心理学的运用。服装设计师通过视觉、听觉、触觉运用虚拟现实设计技术,在电脑显示的虚拟现实环境下进行服装设计。
这种虚拟服装CAD技术,利用了网络传输与虚拟现实设计技术,使设计师能够在虚拟的环境下进行服装设计工作,所需硬件设备除了计算机以外,还需数据手套、数据衣等人体数字化传感器和头盔显示器、光闸眼镜等立体显示设备以及其它相关配套设备。这种虚拟现实设计技术实现了服装设计的自动化。
目前所有的服装CAD产品都比较复杂,要完全掌握运用必须专业技术人员花费相当的时间,这也是CAD产品普及比较缓慢的一个重要原因。所以,往更远的前景展望,预计将来的服装CAD产品将朝着高智能化的方向发展,通过建立更多的服装样板模块及设计向导为设计人员提供智能支持,这些智能支持包括自学习、自组织、自适应、自纠错、并行搜索、联想记忆、模式识别、知识自动获取等多种智能技术的支持。逐步过渡到像WINDOWS一样成为易学易懂的操作软件。将来,随着硬件技术的发展,通过将软件嵌入人体测量仪器成为高智能的“服装设计傻瓜机”也将成为现实。
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本文标题:服装三维CAD应用与发展趋势