三維服裝柔性參數(shù)化設(shè)計方法及技術(shù)研究.pdf

1、服裝CAD(Garment Computer Aided Design，簡稱GCAD)領(lǐng)域近年來得到極大關(guān)注。傳統(tǒng)GCAD基于二維裁片操作，稱之為二維GCAD，目前二維GCAD已比較成熟。隨著三維設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，三維GCAD也成為熱點，并已經(jīng)成為主流技術(shù)，但三維GCAD仍存在諸多難點。 本文在分析參數(shù)化研究歷史和存在問題的基礎(chǔ)上，首次提出柔性參數(shù)化方法的概念。柔性參數(shù)化是以自由曲線曲面為基礎(chǔ)元素，以滿足基礎(chǔ)元素之間的約束為目標(biāo)，

2、以靈活多樣的約束柔性求解方法為手段，最終得到尺寸非精確表達模型的一種參數(shù)化方法。柔性參數(shù)化在三個方面有別于傳統(tǒng)的參數(shù)化，即元素和模型表示的柔性化、約束的柔性化、求解的柔性化。 基于柔性參數(shù)化方法的概念，提出服裝柔性參數(shù)化方法。服裝柔性參數(shù)化是對服裝參數(shù)化模型實施多種驅(qū)動和聯(lián)動操作的服裝三維設(shè)計方法，內(nèi)容包括模型建構(gòu)、模型驅(qū)動與模型聯(lián)動。將服裝模型分為坯基層、款式層、衣片層、裁片層四個層次，坯基層和裁片層是服裝柔性參數(shù)化設(shè)計的重點

3、。服裝模型建構(gòu)利用特征信息，分層次建構(gòu)服裝模型，得到具有非精確表達的服裝幾何參數(shù)化模型。服裝模型驅(qū)動利用混合維度信息輸入，對服裝多層次幾何模型進行多因素驅(qū)動。服裝模型聯(lián)動基于混合維產(chǎn)品信息，對服裝模型進行多層次聯(lián)動和混合維度聯(lián)動并最終得到系列化產(chǎn)品。服裝模型構(gòu)建為基礎(chǔ)，模型驅(qū)動為核心，模型聯(lián)動為特色，多層次性、多維度性、非精確性三個特性貫穿于服裝柔性參數(shù)化設(shè)計的整個流程。 提出基于混合維特征元素構(gòu)建服裝部件模型的技術(shù)。參數(shù)化人體

4、模型為服裝柔性參數(shù)化設(shè)計提供豐富的混合維特征語義信息。利用人體特征點得到服裝特征點，構(gòu)建服裝特征點的拓?fù)潢P(guān)系，形成粗三角網(wǎng)格模型，通過曲面細(xì)分得到服裝細(xì)分曲面模型。利用人體特征線信息得到服裝特征曲線網(wǎng)絡(luò)，對特征曲線網(wǎng)絡(luò)施加約束，形成服裝特征線框架模型，而后通過三維曲線和混合維曲線插值即可得到服裝插值曲面模型。利用人體特征面生成服裝特征基曲面，通過對服裝基曲面的一系列操作，直接得到服裝曲面模型。通過規(guī)范化處理，由這三種方法生成的服裝模型可

5、以統(tǒng)一為參數(shù)化服裝模型表示。這三種方法各有優(yōu)缺點，可以單獨使用，也可集成使用。通過對服裝曲面模型的后處理和多層次集成建模，從而完成服裝模型的構(gòu)建。 提出服裝模型的多因素驅(qū)動參數(shù)化技術(shù)。服裝模型有尺寸驅(qū)動、草圖交互驅(qū)動、人體驅(qū)動三種方式，而人體驅(qū)動又可以分為人體整體驅(qū)動和人體局部驅(qū)動。在尺寸驅(qū)動中，尺寸直接驅(qū)動相關(guān)特征曲線變形；在草圖交互驅(qū)動中，將二維輸入的草圖交互信息轉(zhuǎn)化為相關(guān)曲線的尺寸值或約束后，才能進一步驅(qū)動目標(biāo)元素變形；在

6、人體驅(qū)動方式中，人體整體驅(qū)動是利用曲線約束編解碼方法，將某一樣式的服裝特征框架相對于人體模型編碼，再相對于其它人體模型解碼，然后通過變動人體尺寸來驅(qū)動服裝模型；人體局部驅(qū)動則是利用碰撞檢測技術(shù)來局部調(diào)整服裝曲面網(wǎng)格頂點。服裝模型驅(qū)動分為兩個層次：特征框架驅(qū)動和曲面驅(qū)動。尺寸驅(qū)動、草圖交互驅(qū)動、人體整體驅(qū)動都是直接作用于服裝特征框架的，特征框架的約束有效性必須得到維護。利用圖論方法，構(gòu)建服裝約束圖的約束權(quán)值矩陣并經(jīng)過相關(guān)處理，獲得約束求解

7、路徑，進而完成服裝模型的柔性驅(qū)動。人體局部驅(qū)動則利用細(xì)分碰撞滿足服裝交互設(shè)計的精度要求，分片分區(qū)碰撞檢測滿足服裝設(shè)計的速度要求。 提出服裝模型聯(lián)動參數(shù)化技術(shù)。利用展開技術(shù)構(gòu)建服裝混合維映射關(guān)系，利用裁片映射技術(shù)構(gòu)建裁片和人體映射關(guān)系，同時結(jié)合服裝模型構(gòu)建流程，從而形成服裝模型正向和逆向混合維多層次聯(lián)動設(shè)計技術(shù)?；诜b聯(lián)動設(shè)計技術(shù)，以裁片放碼為例，提出基于混合維度的裁片放碼技術(shù)。利用裁片邊角特性，結(jié)合裁片的直角坐標(biāo)和局部標(biāo)架兩種