三維服裝柔性參數(shù)化設計方法及技術研究.pdf

1、服裝CAD(Garment Computer Aided Design，簡稱GCAD)領域近年來得到極大關注。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。隨著三維設計技術的發(fā)展，三維GCAD也成為熱點，并已經(jīng)成為主流技術，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元素，以滿足基礎元素之間的約束為目標，

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)化模型實施多種驅動和聯(lián)動操作的服裝三維設計方法，內(nèi)容包括模型建構、模型驅動與模型聯(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)化設計的重點

3、。服裝模型建構利用特征信息，分層次建構服裝模型，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。服裝模型構建為基礎，模型驅動為核心，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)化設計的整個流程。 提出基于混合維特征元素構建服裝部件模型的技術。參數(shù)化人體

4、模型為服裝柔性參數(shù)化設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，構建服裝特征點的拓撲關系，形成粗三角網(wǎng)格模型，通過曲面細分得到服裝細分曲面模型。利用人體特征線信息得到服裝特征曲線網(wǎng)絡，對特征曲線網(wǎng)絡施加約束，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建。 提出服裝模型的多因素驅動參數(shù)化技術。服裝模型有尺寸驅動、草圖交互驅動、人體驅動三種方式，而人體驅動又可以分為人體整體驅動和人體局部驅動。在尺寸驅動中，尺寸直接驅動相關特征曲線變形；在草圖交互驅動中，將二維輸入的草圖交互信息轉化為相關曲線的尺寸值或約束后，才能進一步驅動目標元素變形；在

6、人體驅動方式中，人體整體驅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動服裝模型；人體局部驅動則是利用碰撞檢測技術來局部調(diào)整服裝曲面網(wǎng)格頂點。服裝模型驅動分為兩個層次：特征框架驅動和曲面驅動。尺寸驅動、草圖交互驅動、人體整體驅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，構建服裝約束圖的約束權值矩陣并經(jīng)過相關處理，獲得約束求解

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