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在时尚产业数字化的大背景下,服装增材制造技术符合全球重点发展先进制造业的趋势。服装三维(3D)计算机辅助设计技术的发展也随之成为业界和学界纷纷关注的焦点,对作为3D计算机辅助设计重要环节的服装3D建模技术提出了更高的要求。本文根据文献研究和用户调研获得的理论依据,提出并开发了一套功能全面,低成本、易使用的服装款式三维(3D)建模及设计方法。此方法基于开源3D建模软件Blender的软件平台和它的应用程序接口(API)函数库进行开发,实现了多功能的参数化、自动化的交互式操作程序,支持定制化的服装款式尺寸设计和款式造型设计。主要工作包括以下几个方面。
① 通过对已有服装3D建模和设计方法、服装增材制造技术的研究以及用户调研的方式,了解了相关领域的研究前沿。以服装增材制造技术所特有的三条技术路径引出本文服装 3D 建模和设计方法的开发方向。
②建立了基于人体2D照片和人体特征曲线的人体3D数字模型重建方法。首先,通过测试多种Blender软件的功能组合,选定效率最高且准确度最高的功能组合作为定制化人体重建方法的开发基础。随后,通过交互式的方法成功从人体正、侧面的正交视图照片中提取人体特征,实现了基于人体特征曲线简单维度缩放和人体特征曲线模板细分的人体3D重建方法。经验证,此方法生成的人体重建模型具有高度的还原性。
③建立了基于人体特征曲线的定制化服装立体原型建模和设计方法。此方法通过将人体特征曲线上控制点沿法线方向移动来衍生出新的服装特征曲线。法线方向即目标控制点法线向量所指向的方向。以此为基础,开发了高度参数化、自动化到服装特征曲线生成方法,形成了一次性解决“人体与服装间距离控制”、“服装关键横截面尺寸控制”和“服装特征曲线的人体特征结构去除”三大问题的服装特征曲线生成方法。用户可以通过参数设置,实现对服装松量的精确控制,从而保证服装立体原型的合体性,并对款式进行基本的尺寸设计。经过真实受试者试穿实验,以专家客观评价和主观评价的方式验证了此方法的可行性和准确性。
④ 建立了基于服装表面积修改概念的服装3D数字模型编辑方法。此方法以服装设计人员所熟知的服装立体造型手法和技术为基础,建立了服装表面积修改法体系。并通过编程实现了其中的两个功能的交互式操作。实际操作证明,此方法能够支持在3D环境中对服装3D数字模型直接进行款式造型修改和设计,同时还具备参数化尺寸控制以及批量化对象处理能力。
① 通过对已有服装3D建模和设计方法、服装增材制造技术的研究以及用户调研的方式,了解了相关领域的研究前沿。以服装增材制造技术所特有的三条技术路径引出本文服装 3D 建模和设计方法的开发方向。
②建立了基于人体2D照片和人体特征曲线的人体3D数字模型重建方法。首先,通过测试多种Blender软件的功能组合,选定效率最高且准确度最高的功能组合作为定制化人体重建方法的开发基础。随后,通过交互式的方法成功从人体正、侧面的正交视图照片中提取人体特征,实现了基于人体特征曲线简单维度缩放和人体特征曲线模板细分的人体3D重建方法。经验证,此方法生成的人体重建模型具有高度的还原性。
③建立了基于人体特征曲线的定制化服装立体原型建模和设计方法。此方法通过将人体特征曲线上控制点沿法线方向移动来衍生出新的服装特征曲线。法线方向即目标控制点法线向量所指向的方向。以此为基础,开发了高度参数化、自动化到服装特征曲线生成方法,形成了一次性解决“人体与服装间距离控制”、“服装关键横截面尺寸控制”和“服装特征曲线的人体特征结构去除”三大问题的服装特征曲线生成方法。用户可以通过参数设置,实现对服装松量的精确控制,从而保证服装立体原型的合体性,并对款式进行基本的尺寸设计。经过真实受试者试穿实验,以专家客观评价和主观评价的方式验证了此方法的可行性和准确性。
④ 建立了基于服装表面积修改概念的服装3D数字模型编辑方法。此方法以服装设计人员所熟知的服装立体造型手法和技术为基础,建立了服装表面积修改法体系。并通过编程实现了其中的两个功能的交互式操作。实际操作证明,此方法能够支持在3D环境中对服装3D数字模型直接进行款式造型修改和设计,同时还具备参数化尺寸控制以及批量化对象处理能力。