时装设计三维模拟技术的应用研究.pdf

时尚设计与工程丨时装设计三维模拟技术的应用研究Research on the application of 3D simulation technology in fashion design叶佳欣 李春晓 上海工程技术大学艺术设计学院【摘要】探索了时装设计中三维模拟技术的应用领域与发展前景。梳理了三维模拟技术的发展历程，研究了该技术在服装产品开发设计与教育方面的应用、发展特征及进步空间。使用文献研究、案例调研与软件功能调查方式收集信息。时装设计领域的三维模拟技术重视人体动态美学、材料效果表现及设计流程对接，且在资源共享、技术兼容、规避风险及人才培养方面皆有进步空间。时装设计应用三维模拟技术在服装产品研发、服装展示和设计教育方面有较大的应用前景。【关键词】三维建模；时装设计；协同开发；设计教育Abstract The application fields and development prospects of 3D simulation technology in fashion design were explored.The development of 3Dsimulation technology was reviewed and its application in garment product development and design education,development features and prog-ress space were studied.Information was collected by using literature review,case studies and software function surveys.In the field of fashion de-sign,3D simulation technology attaches great importance to the dynamic aesthetics of human body,the performance of material effect and theconnection of design process.The application of 3D simulation technology in fashion design has a bright future in the research and development offashion products,fashion display and design education.Key words three-dimensional modeling;fashion design;collaborative development;design education0前言随着三维模拟技术和三维编辑软件进一步发展，立体设计日渐深入艺术与设计各个领域，特别是时装设计过程中，三维模拟不仅是便利的设计工具，而且可以帮助设计思路更直观表达演示。除了为设计提供便利，三维模拟技术生动丰富的表现力，结合互联网使其在服装表演、定制服务及协同工作等多方面可以提供有力帮助。如今三维模拟设计在功能上有更进一步发展，也能够为时尚设计开拓更广泛的发展空间。1三维模拟技术在服装领域的发展沿革三维模拟技术的产生源于计算机的普及与发展，直观生动的表现力吸引了许多行业引入各自领域。用于影视游戏产业、医学人体建模、建筑结构表现、城市工程规划、地理地势模拟等动态模拟演示。三维视角可实现设计过程中多角度转换编辑，直观检查设计效果，同时部分制作系统格式的兼容性高，可支持传统设计与制版文件导入程序进行修改模拟，使三维模拟技术在服装领域进入一个新发展阶段。1.1技术提升变革三维是在原有二维平面的基础上加入带前后关系的立体关系，首个三维建模是20世纪60年代计算机图像技术发展的产物，最早用于军事模拟，80年代三维模拟技术发生了3次技术变革，分别为产生实体造型系统、特征参数化技术和变量化技术。实体造型系统通过自动识别模拟体表面形态、内部质量与密度，使形态更接近实体；特征参数化通过调整参数来细化编辑物体属性细节，工序更便利并压缩了技术成本；变量化技术使建模可编辑局部，或选择编辑多个目标，使设计能跳出尺寸的束缚1。90年代后三维建模技术开始广泛进入大众视野，到2000年起三维动画逐步进入鼎盛时期。首次运用三维模拟技术的服装展示是1990年瑞士实验室开发的虚拟服装项目2，三维技术从此开始逐步深入服装领域。市面上常见的三维模拟软件有CAD3、玛雅等多种专业软件，适用于服装设计、影视、游戏、广告、产品设计及建筑设计等多个领域。市场中也已推出各类适用服装设计的三维设计软件，如克洛、速款等。针对服装设计款式、面料、印花、廓形、版型及动态展示等不同类型设计需要，配置功能更完善的服用三维模拟编辑软件。1.2 服装领域发展沿革三维模拟技术参与服装设计之初是作为服装的立体展示方式，用于服装建模，也可作为载体展示服装上身效果，展示重心以服装配色、印花及廓形为主。实体造型系统与特征技术的加入使建模质感与重力效果更自然，对服装结构质感的表现有进一步提1丨时尚设计与工程升，以重现已有设计的三维效果为主。实体操作与模板平台使三维设计可直接调整模型，编辑更便利且模拟动态与精细度进一步提升。服装编辑的三维模拟系统可采用平面方式制作服装裁片，同时实时演算模拟裁片上身效果便于调整。运用三维建模既需注重时装的表现效果，还需有意识地提升自主开发能力：自主开发技术有利于修正功能缺陷，修复漏洞使实际设计过程更便利，也利于自身水平提升；自主开发可保证设计版权安全及使用效果不受制他人。目前，国内部分自主开发的专业服装三维设计软件可支持立体设计并保证模拟效果，软件推广与功能优化都有较大提升空间，但开发依旧处于多方竞争的道路。2时装设计三维模拟的技术特征与其他领域三维模拟相比，时尚领域用三维技术除实现服装基本廓形结构外，还要考虑如何建立合适的服装展示载体，体现服装肌理与材料质感并且能够协同多方设计与生产。2.1以人体为对象研究服装设计制作离不开穿着人体，结合三维技术进行时尚设计离不开对人体造型及动态的深入了解。服装如何适合、美化人体是服装设计首要解决的问题，越贴近真实人体，建模越能发挥作用。人体建模在服装三维设计初期作用等同立裁人台，进行裁片、廓形及分割线设计可直观看出效果是否符合预期与人体美学。基础人体建模模板可进行多次使用，也可以基本数据为准进行体型变量微调，满足不同体态设计需要，为私人定制和特体服装设计提供便利。出于运动对服装设计的重要影响，对人体动态进行模拟与研究是三维设计不可或缺的环节。目前三维建模软件普遍支持模型实时活动演算及变形数据显示，部分平台可提供活动建模和各类动作指令，并通过运动演算展示服饰动态。以运动服为例，运动过程中因材质不同，易产生宽松变形、上卷或严重褶皱，影响运动幅度与服装美观，通过模拟人体正常运动和服装同步面料数据，能够查看面料能否满足运动需要，而模型移位和变形情况可直接查看外观设计问题，也可衡量模型动态效果。时尚品牌哈尼法于2020年发布三维服装走秀，运用建模软件制作时装动态，让服装自行走上舞台展示，全程隐藏活动人体，将关注点集中于服装的精密细节，与众不同的科技感和堪比专业走秀的模拟效果成功吸引了观众目光。对人体体态的深入研究会使服装设计与展示拥有更自然也更适合人体的效果，有助于探索如何加强模拟不同人体动态下的服装。2.2注重材质属性呈现设计采用具有立体效果、光线效果与特殊结构肌理面料时，需结合面料特性考量。多数时尚设计起点是对纤维特性与质感的探索，充分发挥面料特性会使设计更完善，除了表面花纹质感外，光泽、弹性、质量及纤维密度等面料属性都会带来不同视觉效果。部分三维设计软件具备针对面料设计的功能，既适用于实时模拟，也支持面料创新。提前确定面料可在设计时同步面料定制，使设计更完善。面料模拟所需步骤为：导入高清纹样、表面肌理或光泽效果；改变经、纬纱粗细、密度及紧度比、表面质地和易褶皱程度；渲染面料光泽、反射与透明度；最后制定面料厚度与面密度。三维立体设计可直观表现不同环境下面料产生的效果，如重现镂空、透视及串珠绣花等立体效果，生动表现面料空间感及装饰立体效果，既方便表现设计，又可避免重复劳动。2.3对接设计流程的前后端服装设计过程中的设计、选料、制版及验收等环节都需与生产方对接，使用三维技术可制作小样作为参考素材，用于面料印花设计、制版以及工艺细节演示。如生产方可为设计人员提供面料样品素材，不仅为设计方提供便利，而且能展示材料质量与储备；设计方需提供对方生产数量、面料需求、设计方案以及最终明确能否执行设计生产，运用立体演示易于面料定制和裁片工艺演示说明，可提升流程交接的沟通效率。市面上的服装专业三维软件支持以平裁方式制作裁片，通过人体模型拼接并进一步调整，可将裁片缝边、刀口等细节进行标注与相应模拟。三维模型制版在设计与生产间能提供最终理想状态的演示，通过详尽信息标注便于与实际生产有效沟通交接，还能提升团队工作效率并保证服装设计与实物的一致性。3时装设计三维模拟技术的应用前景基于时装设计发展趋势，未来三维模拟技术可能成为服装设计的重要工具。现代时尚服装设计模式具有细划消费需求、采用预定式开发、注重开发过程环保可持续、重视产品推广宣传、设计主题拥有故事性、协调团队远程协同工作培训以及紧密结合设计生产销售环节等特征，三维模拟技术在时装设计的应用也集中于产品研发、展示和设计教育层面。2时尚设计与工程丨图1 服装设计与生产流程对接示意图3.1时装产品开发领域的深度应用现代时尚设计结合远程协同设计模式决定了设计、技术和生产人员难以使用共同资源，而高模拟度编辑软件、可共享基本服装款模板及可多用户共同编辑工程权限，可使设计顺利进行。同时，三维虚拟建模可逼真生动展示产品形态，通过买手与消费者预定的方式有效提升设计成功率；尤其是对服装有个性化需求的消费者而言，线上定制服务使用支持三维角度切换或白模型贴图展示窗口，能保证顾客完整展示定制需求。运用三维建模软件进行时装设计可有效减少设计的无效开发。先确定造型与面料再运用三维建模进行廓形设计，便于调整试验也可节约制作样衣时消耗的白胚面料。再结合选定面料数据对最终设计进行模拟，检查整体效果，也可根据设计需要进行面料定制，兼具便利性与实用性又满足时尚可持续性。3.2时装品牌宣传领域的多元拓展三维模拟生动逼真的表现力对宣传具有一定优势。从全息投影到实时模拟，三维建模展示在实时互动、网络传播方面都易于吸引人们的眼球。如亚历山大 麦昆使用立体全息投影技术展现凯特 莫斯的造型影像，使表演带来惊艳的视觉效果。可见，三维建模展示能够有效规避因模特、场地及场务产生意外的表演限制。首先，三维模拟技术通过模拟可带来堪比实际的逼真秀场效果，对服装的静态、动态展示发挥巨大作用，以立体视角更清晰展示服装结构与设计细节；其次，通过模拟契合主题的虚拟环境可加深代入感，以流畅的动态与实时演算模拟加强视觉效果。目前国内虚拟三维技术水平逐步提升，设计软件速款在2020年推出三维虚拟时装秀，以流畅的动态与逼真的光影带来身临其境的代入感。可见，三维虚拟技术用于秀场表演进行辅助可获得理想效果，模拟最贴近现实的动态与质感，各类极具创意、难以在现实中实现的布置设计得以问世。提供更多表现空间是三维虚拟展示备受关注的主要原因，且人体造型设计开始趋向风格多样化：主题风格强化、平衡造型色彩、加强视觉效果及表现造型艺术性等，借助人物形象进一步凸显主题特色并表现当下时尚流行趋势变化。通过三维立体技术可制作品牌专属模特，使展示更切合品牌设计风格并为观众留下深刻印象，还可以对模特造型进行更深入的设计，不仅是宣传产品，还包括品牌形象及定位水平展示，特别是以童装、中老年装、特体设计。3.3时装设计教育领域的普及推广除了以工作为目的的正式设计外，三维虚拟技术在设计教育领域也有极大的应用空间。如课程教学、日常课程作业展示以及设计答辩及参赛等，可通过模拟进行更完善的演示，以立体建模制出服装设计过程与结构联结的动画，于模拟场景中加上完整服装模型、模特造型及动作，展现逼真专业的走秀效果，或是切题场景展示，以动态展示提升视觉效果并获取更高评价。同时，使用三维建模软件进行设计时，在版型设计与面料改造上有较大自由度，逼真的模拟展示与演算数据反馈也可用于及时纠错，使用软件进行设计学习可有效降低练习成本，节约制作时间与物料消耗，满足学生在有限物资条件下设计学习中的创意调整，提升学习效果。4结束语三维技术不断完善有助于时尚服装设计开发效果与效率提升。服装专业三维设计软件具备较为生动清晰的设计表现力，可用于商业开发间的沟通演示以及时装设计教育培训。服装领域三维技术研究具有注重人体美学动态、深入材料肌理效果表现及实现设计生产有效流程对接这3种特征。在未来时尚服装设计愈发智能有效的趋势下，三维技术对时尚设计发展具有重要作用，但在生动展示、提升有效开发、扩充并运用共享资源、加大技术兼容性、规避风险及人才培训等多方面皆有进一步提升空间。参考文献：1李燕,黄凯.基于Geomagic的三维人体建模技术J.纺织学报,2008,29(5):130-134.2陈亮，赵曙光，张丽娟，等.虚拟三维服装展示的发展历史与研究热点J.纺织学报,2011,32（10）：153-160.基金项目：上 海 工 程 技 术 大 学 教 学 建 设 项 目 成 果（0239-A3-0601-21-0122011）。作者简介：叶佳欣（1998），女，硕士在读，研究方向为时尚艺术设计。通信作者：李春晓（1976），女，博士，副教授，主要研究方向为艺术设计教育及服装与服饰设计。3