3D虚拟技术在服装合体性评价中的应用_王雅贤.pdf

纺织报告|FANGZHI BAOGAO353D虚拟技术在服装合体性评价中的应用王雅贤（苏州大学，江苏 苏州 215006）Application of 3D virtual technology in clothing fitness evaluationWang Yaxian（Soochow University,Suzhou 215006,China）Abstract With the development of information technology and the upgrading of mass consumption,the digital transformation of the clothing industry is imperative,and clothing fitness plays an important role in the production and sales of the industry.From the perspective of product development and sales scenarios,this paper summarizes the content of clothing fitness evaluation,introduces the methods of clothing fitness evaluation based on 3D virtual technology under different scenarios in detail,including 3D body scanning,3D clothing CAD and 3D virtual fitting room,and looks forward to its development.Key words 3D virtual;clothing fitness;evaluation method摘要随着信息技术的发展和大众消费的升级，服装产业的数字化转型势在必行，服装合体性在产业的生产销售环节占有重要地位。文章分别从产品开发和销售场景出发，对服装合体性评价的内容进行总结，详细介绍不同场景下基于3D虚拟技术的服装合体性评价方法，包括三维人体扫描、三维服装CAD和三维虚拟试衣间，并对其发展进行展望。关键词三维虚拟；服装合体性；评价方法中图分类号：J523.5 文献标志码：A近年来，以三维扫描、人体重建、面料仿真、服装建模为代表的3D虚拟技术正逐渐与传统服装行业相融合，以促进产业数字化升级，赋能生产端和销售端创新发展。服装合体性是构成整个纺织服装价值链的关键元素之一。对于设计人员来说，只有样衣通过合体性评价，服装才能进入批量生产环节；对于消费者来说，无论衣物外观多么具有吸引力，如果合体感很差，便不会购买。本研究针对不同的服装合体性评价场景和评价内容，系统论述了现有结合3D虚拟技术的服装合体性评价方法，以期为服装合体性研究和个性化服装设计研究提供参考。1 服装合体性评价内容1.1 产品开发当前，服装产品开发模式主要有3种，分别是成衣、定制和大规模定制。这3种模式无一不需要花费大量的时间和精力对服装的合体性进行设计，代表性步骤如表1所示1。Erwin等2提出了5个广义的服装合体评价依据：放松量合适、线条位置恰当、纹路对齐、平衡性好、无不必要褶皱；Labat等3认为服装合体是由视觉分析结果和身体舒适感评价结果共同决定的；Shen等4认为合体的服装应该具有光滑整洁的外观和足够身体运动的衣下空间，让穿着者感到舒适。这些学者的研究奠定了服装合体性评价的基础，为后来设计人员在产品开发中对服装合体性的投稿日期：2022-10-18作者简介：王雅贤（1999），女，江苏苏州人，硕士研究生；研究方向：服装设计与工程。表1 3种服装产品开发模式代表性步骤成衣定制大规模定制 大规模人体测量 个体测量 个体测量设计成衣纸样或修改已有的原型；代表性模特试穿样衣；确认合体度和纸样分级；最终试穿和纸样调整构造个体尺寸原型；设计成衣纸样；样衣试穿与合体评价；纸样调整客户选择产品设计元素；选择最接近客户尺寸的原型；根据客户的选择调整原型；处理影响合体的相关因素生产服装并向消费者提供服装产品Technology科技FANGZHI BAOGAO36纺织报告|FANGZHI BAOGAO王雅贤：3D 虚拟技术在服装合体性评价中的应用分析与判断提供了参考。1.2 销售环节合体性是消费者最重要的购买标准之一。在判断生理的合体性时，着装者会依据他们完成各种动作（如直立、半蹲、拉伸等）时的舒适感和整体的试穿舒适感判断服装是否合体。在做出购买决策时，消费者还倾向于从美学、功能和社会心理等多个维度共同评估服装的合体性。Chattaraman等5结合美学和服饰社会心理学将身体形象作为理论框架，认为穿衣行为不仅创造了个人形象，还给穿着者带来了愉快的审美体验。个人在实现理想的审美过程中，会通过服装强调身体的某些积极特征，同时掩盖部分消极特征。人们对服装的合体性进行评价时，会自然地考虑到他们的身材。研究表明，个人身材与其服装合体偏好之间存在较大联系6。为了最大限度地缩小消费者对于自身理想化形象和感知到的外表之间的差距，有必要制定时尚品牌和消费者之间关于服装合体问题的有效沟通与协调方式。2 基于3D虚拟技术的服装合体性评价方法依据不同的评价场景，3D虚拟技术支持的服装合体性评价方法大致可以分为3类：基于三维人体扫描、基于三维服装计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）、基于三维虚拟试衣间。2.1 基于三维人体扫描人体身材和尺寸是服装设计的基础。传统的人工测量方法是利用软尺、三角板等工具直接测量，在测量过程中与肢体接触费时费力且测量数据有限。非接触式三维人体扫描克服了传统测量方法的缺点，利用光学设备对人体进行多角度的扫描拍摄，通过计算机图像处理，可快速获取精确的三维人体测量数据，还可创建高精度的3D人体模型。基于三维人体扫描的服装合体性评价方法是采用三维人体扫描设备获取人体着装前后的3D点云数据，然后通过逆向建模软件构建人体着装前后的3D模型，重叠两个模型的对应部分，得到人体着装状态下的双层3D模型，并截取不同位置人体与服装的横截面，由此定量分析衣下空气层厚度的大小和分布情况，评价服装的合体性7，如图1所示。Thomassey等8通过该方法计算了合体袖子在肩部、肘部和腕部与人体手臂之间的放松量，分析了合体袖子衣下空气层的分布特征，得到了合体袖子的放松量模板。该研究为虚拟空间中特殊人体的合体服装生成提供了方法参考。Hong等9在此基础上结合专家经验和样板设计知识定义三维人体参考平面和人体特征点，构成带有放松量的三维服装线框，为具有非典型身体缺陷的残疾人定制合体原型。此外，衣下空气层是着装人体向外环境传热的重要途径，是影响人体热湿舒适性最直接的因素，因此，防护类服装的功能性研究离不开对服装合体性的分析。Song10基于三维人体扫描分析不同尺寸防护服与人体模型之间的空气层分布情况，通过燃烧试验建立数值模型，预测实现最佳热防护时空气层的厚度。2.2 基于三维服装CAD传统的二维服装CAD对于服装的立体展示效果与合体度的判断，需要设计人员花费大量时间通过反复制作样衣进行检验和确认。三维服装CAD系统弥补了二维服装CAD的缺点，通过集成二维样板设计、3D虚拟人体模型、织物性能仿真和3D虚拟缝制，基于复杂的几何和物理建模技术，允许模拟真实的服装设计过程，并创建新的三维虚拟服装，为设计人员提供基于网络平台的静、动态试衣效果进行可视化、合体性评价与个性化调整的机会。基于三维服装CAD的服装合体性评价方法大致可以分为两种：第一种是通过视觉观察虚拟试衣效果、应力图图1 基于三维人体扫描的衣下空气层厚度和分布情况测量方法纺织报告|FANGZHI BAOGAO37王雅贤：3D 虚拟技术在服装合体性评价中的应用（服装受到的压力大小）、应变图（服装因受力产生的拉伸大小）判断服装是否合体。该方法强烈依赖系统所用数学模型的精确度，评价结果可能与真实情况存在一定偏差。第二种方法是通过对服装知识的量化建模进行合体性评价与合体性预测，通过量化裤装样板的虚拟压力检测数据和对应的真人试穿者的合体感受，利用反向传播神经网络模型对虚拟服装压力和实际服装合体度之间的关系进行建模。该模型经过大量的数据学习和训练可以实现虚拟试衣后精准预测实际服装的合体程度，如图2所示。2.3 基于三维虚拟试衣间因线上线下购物感不同，绝大多数服装商家都要承受因合体问题导致的高退货率和换货率，造成售后服务投入和销售成本的大幅提高。为了解决这一问题，虚拟试衣间被尝试作为消费者线上购买服装的合体判断工具。三维虚拟试衣间通过人体重建和服装建模，使消费者能在移动终端设备中查看自己着装后的状态，搭建了时尚品牌与消费者之间的可视化互动平台。为了创建用户专属的个性化模特，有两种主流方法：第一种是采用3D化身，通过手动输入关键人体数据和上传身体照片调整3D化身，获取接近自身体型的虚拟人体模型；第二种是通过实时扫描进行人体重建，专业的三维扫描设备可以提供高分辨率、低噪声的人体点云，实现精确的人体重建。3 总结与展望基于3D虚拟技术的服装合体性评价方法不仅能预估服装与个体的匹配度，加强设计人员与着装者之间的合体感知联系，而且能助力服装的3D智能化研发，赋能网络销售和定制类服装商业模式可持续发展。参考文献1 GILL S.A review of research and innovation in garment sizing,prototyping and fittingJ.Textile Progress，2015（1）：1-85.2 ERWIN M D，KINCHEN L A，PETERS K A.Clothing for modernsM.4th ed.New York：Collier Macmillan Publishers，1979.3 LABAT K L，DELONG M R.Body cathexis and satisfaction with fit of apparelJ.Clothing and Textiles Research Journal，1990（2）：43-48.4 SHEN L，HUCK J.Bodice pattern development using somatographic and physical dataJ.International Journal of Clothing Science&Technology，1993（1）：6-16.5 CHATTARAMAN V，RUDD N A.Preferences for aesthetic attributes in clothing as a function of body image,body cathexis and body sizeJ.Clothing and Textiles Research Journal，2006（1）：46-61.6 MANUEL M B，CONNELL L J，PRESLEY A B.Body shape and fit preference in body cathexis and clothing benefits sought for professional African-American womenJ.International Journal of Fashion Design Technology and Education，2010（1）：25-32.7 PETROVA A，ASHDOWN S P.Three-dimensional body scan data analysis:body size and shape dependence of ease values for pants fitJ.Clothing and Text