基于同步建模技术的服装3D建模与2D纸样转换技术

基于同步建模技术的服装3D建模与2D纸样转换技术
周莉;Richard Kennon
【摘要】Based on a set of experiments on three-dimensional scanning of naked and dressed mannequin and by using reverse engineering software, a research chain of converting clothing patterns from 3D modeling to 2D templates was developed, offering an innovative research method to the study on the parameter relationship between human body and garment clearance.%文章通过一组净体和着装3D扫描实验，基于同步建模技术理论，结
合逆向工程软件，在3D着装人体模型和2D纸样转换间形成一个完整的研究链条，为解决人体和服装空间的参数关系研究提供了一个新的思路。

【期刊名称】《纺织导报》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】3页(P138-140)
【关键词】三维扫描;点云图;逆向工程;3D建模;转换技术
【作者】周莉;Richard Kennon
【作者单位】西南大学纺织服装学院;The University of Manchester
【正文语种】中文
【中图分类】TS941.26
目前，基于同步建模技术的服装3D建模与2D纸样的转换技术，将是服装CAD
技术发展和应用的核心竞争力，建模过程中对服装松量的控制和表现是其重点，也
是其技术难点。

同步建模技术的核心在于尺寸约束和拓扑关系的求解，从而有效地实现对模型的设计变更，真正实现参数化设计。

通过对净体和着装人体与服装的三维扫描得到点云数据图，提取所研究部位的切面曲线，在逆向软件中进行模型的同步建立和参数化处理，利用DCTT工具直接产生2D服装纸样。

1.2.1 [TC]2 NX-16三维人体扫描系统
美国的[TC]2是根据莫尔光投射原理捕捉变化相位的光栅距离以及每个位置的图像。

采用非接触式白光扫描，其主要技术指标如表1 所示。

整个扫描系统主要包括：
16个非接触式扫描摄像头的扫描室；配置[TC]23D人体测量软件“NX16（R）Version 7.1”的计算机工作台。

1.2.2 逆向工程软件Geomagic Studio12
Geomagic Studio是Geomagic公司生产的一款逆向软件，可根据任何实物零部件通过扫描，点云自动生成准确的数字模型。

其主要功能是自动将点云数据转换为多边形、快速减少多边形数目、把多边形转换为NURBS曲面、曲面分析（公差分析等）、输出与CAD/CAM/CAE匹配的档案格式（IGS、STL、DXF等）。

1.2.3 DCTT软件包V4R1c1
实验中使用的DCTT软件包版本是“V4R1c1”，是法国力克公司专为纺织品设计和开发提供的解决方案。

这个软件包有 4种不同类型的工作模块，即3D设计、
2D模式、2D产品和2D草案。

用户可通过创建虚拟3D模型进行可行性分析，生成2D开发模板，缩短成品上市时间。

整个工作流程包含3部分（图1）：逆向工程阶段完成对原始数据的提取和处理；数据建模阶段生成CAD软件可读取的模型格式；性能测试阶段完成从3D到2D
的转换。

本次实验选取的人体模型为女性162 cm/A体型。

分 2次扫描：着浅色内衣进行
净体扫描，着浅色长外套进行着装扫描。

在两次扫描数据的曲线分析前提下，建立人体与服装的曲线参数关系，生成着装模型，为下一步研究打好基础。

（1）三维扫描得到点云图。

（2）依据扫描尺寸提取人体建模的曲线。

（3）根据B-样条曲线修正原理整理线条。

（4）依据净体和着装曲线进行服装建模参数化。

（5）以右半身为标准，镜像生成服装曲线组。

（6）生成服装模型。

（7）服装模型上进行结构设计。

（8）服装模型进行网格化处理。

（9）3D服装模型转换成2D纸样。

（1）在进行三维扫描得到点云数据图时，扫描过程中的站姿、服装色彩的识别、服装状态的整理对扫描精确度有很大的影响。

（2）在逆向软件中处理网格、重建曲面和曲线提取是非常重要的。

对于净体曲线提取和着装人体曲线提取，在同一部位会产生很大的误差，所以要进行两种状态实验的比对，需要扫描前进行定点或定线的定位。

（3）实验中B样条曲线修正是以一个理想的松量分配为前提进行的。

在进一步的研究中，对人体和分类服装进行大量数据的采集和分析得出参数化变化规律。

（4）DCTT着装模型生成过程中，对于服装是一个极其理想的静止状态进行，缺乏对动态模型的评价归纳及模型影响因子的分析。

同时对于复杂结构的考虑还不够成熟。

随着3D技术的蓬勃发展，特别是3D打印技术如今在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

融合技术与艺术的服装，必将成为高科技实现的良好载体。

试想在不久的将来，人们只要以舒服的自然状态在打印扫描范围内等待几分钟，就可以依据自己的特色打印出集面料、款式和色彩完美结合的服装，将是一个多么令人激动的画面。

当然，前提就是在人体与服装之间各环节的技术进行无缝衔接。

无疑，三维扫描、逆向工程和3D数据模型到2D纸样装换等各个环节的研究是服装科技发展的必然趋势。

本文通过一个简单外套款式的实
验过程把这个趋势发展的研究思路进行梳理，以期对解决服装生产中的快速反应和个性设计提供一个有价值的研究方向和方法。

【相关文献】
[1]张龙琳.服装CAD应用教程[M].上海：学林出版社，2012.
[2]苏军强，袁卫娟，刘国联.三维人体扫描仪性能评价[J].纺织导报，2010（1）：77－78.
[3]Abu Sadat Muhammad Sayem, Richard Kennon, Nick Clarke.Resizable trouser template for virtual design and pattern flattening [J].International Journal of Fashion Design, Technology and Education,2012，5（1）: 55－65.。