基于三维网格构造的服装褶皱生成技术研究

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1、浙江大学硕七学位论文第一章绪论本章介绍论文的研究背景和意义，对服装CAD系统相关技术的研究现状进行介绍，同时指出服装CAD中存在的一些问题和不足，阐述本文的研究思路与总体结构。1．1引言近年来，计算机辅助设计(ComputerAidedDesi朗，简称CAD)技术的应用十分广泛，已经渗透到航空航天、电子、轻工、机械、建筑等各个行业，服装行业也不例外。人们对服装的要求趋于多样化、个性化，希望服装的设计与加工能够快速响应需求，这一切伴随着服装CAD的不断发展正在逐步成为可能。服装CAD正在影响并改变着传统的服装设计方法，推动服装设计方法由传统的手工设计

2、向计算机辅助设计发展、由二维设计向三维设计发展，进一步推动服装加工技术的数字化和自动化。所谓服装CAD(Gament．orientedComputer凡dedDesi印，简称GCAD)就是将CAD领域中的理论和技术应用到服装设计、生产、产品发展、经营管理等各个环节，从而极大地改善了产品的整个生产效率与质量。传统的GCAD系统以二维计算机图形学为基础，主要涉及对服装二维裁片的操作，所起的作用十分有限。随着三维扫描与三维重建技术的发展，对服装CAD的研究逐渐转向三维GCAD，三维GcAD就是在交互式服装设计虚拟环境中实现三维服装设计、三维裁剪缝合及三维

3、服装虚拟展示等方面的技术，可以不经制作服装，便可以在虚拟现实中完成最终着装效果的预先演示，从而大大节省了时间和精力，有助于服装满意率和设计质量的提高。现代服装设计既需要符合加工工艺、加强服装设计与人体表面特征的联系，还满足美学要求，穿着舒适合身。它是提高服装产品市场竞争力的重要因素，也是服装设计师追求的主要目标。所以整个三维服装CAD系统不但包括衣服、领子、l浙江人学硕上学位论文第一章绪论袖子等样式的设计，还需要一些服装的细节表现，比如褶皱、裙摆、省道等等，这样设计出来的衣服才能够有很好的表现效果，达到服装设计的要求。因而服装的一些细节表现是三维服

4、装CAD系统的一个重要的内容。目前关于这方面的研究比较少，这些服装细节的构造在三维服装CAD这～领域的研究存在很大的研究空间。本文结合三维服装CAD系统的设计要求，提出一种基于物理模拟和用户交互生成衣服的各种样式褶皱的方法，并在此基础上实现了褶皱网格和衣服网格很好的缝合，同时提出一种生成褶皱影响区域的方法。此方法易于实现、速度快，且建模结果能够很好地满足服装设计的精确度要求。将本文的研究已经应用于三维服装CAD系统LookStailorx中，取得了良好的效果。1．2研究现状三维立体服装设计的思路与方法在直观性、合体性、真实感等诸多方面显现出明显的优

5、势，必将成为服装设计的发展方向之一。随着计算机科学与技术的迅猛发展和服装业的不断革新，GCAD系统的含义正在从以计算机二维图形学为基础的放码、排料、款式设计、裁片设计等几项功能，升华扩展到以三维图形图像数据为信息中心、综合应用多媒体信息存储和交换、计算机网络、知识工程、计算机图形学、专家系统、软件工程、计算机视觉、计算几何等多学科领域的知识和技术，具有几十项模块功能、智能化、集成化的计算机应用系统。理想的GCAD系统应包括的功能模块如图1．1所示。国际上最早出现的GCAD系统是美国于1972年研发制作的姒RCoN系统。后来美国Gerbernl公司研

6、制出一系列GCAD产品推向国际市场，成为这类系统的先驱。在随后短短数十年内，约有十几个国家几十套系统问世。国内起步相对较晚，但从80年代中期开始，到目前为止已开发出不少GCAD系统，如：杭州“爱科"、浙江大学“智能服装CAD设计及面料设计系统"等等。这些系统虽各具特色，但在功能上大多只覆盖了2D辅助服装设计，即基本流程从由2D裁片初步设计，到最终设计裁片、放码、推挡、排料等，其核心技术属平面二维图形与图像处理。2浙江人学硕上学位论文第一章绪论协Ird设计IlInternetll_I!星通讯II电话通讯Il局部网络ll电话会议捧料幽库一掣l晕—一服装

7、信息库卜_经营管理MIsI殴计cADl’I生产管理Il辅助制造cAM合同订单_●-原材料、辅科财厶A人事_-—管理决策支持声品推销和广告化纹图案配色印染针织印染提花、绣化效果幽设计放码2D纸l3D。一样i5}计I体设计捧科3D人体测量辅助工艺设计试农系统__—_生产仿真管理图1．1GCAD系统的功能与结构人l自l调绘I动l挂图I裁J运机f床l输驯单●_兀生产国内外学者对三维服装CAD技术进行了深入的研究。从3DGCAD系统与应用的角度来看，加拿大的PAD系统具有一定的2D一3D转换和3D服装造型方面的功能，但其生成的3D服装缺乏真实感。加拿大D”锄

8、icGr印Ilics公司的FaSllionstudio系统可以产生较具真实感的3D服装，但其面向服装动画而非服装生产。在这