服装智能样版与个性化定制的特体处理

2020-07-30 15:14:44
导读:随着社会的发展,同质化产品已经不能满足消费者的多元化需求,为顺应市场潮流,满足客户的个性化诉求,大规模定制成为服装企业的重要发展模式,工厂端的智能制版、单件流水、柔性化生产等,这一切都建立在数字化基础之上。而整个数字化流程中,最关键的环节之一就是数字化样板。文章通过分析参数化样板模型的建立与应用,研究服装样板的数字化设计,为实现打板自动化、智能化,提高服装定制效率提供依据。

 

 

 
 

 

 
 

服装样版的数字化

 
科技的每一次进步都会对人类的生产、生活方式产生深刻的影响,如今第四次工业革命的发展,推动了工厂之间、工厂与消费者之间的智能连接,生产方式由大规模制造向大规模定制和个性化定制转变。技术的发展以及消费者需求的变化都促使产品的生命周期进一步缩短,市场需求的改变也推动着越来越多的服装企业以柔性化生产去拥抱个性化需求,数字化转型成为企业级行动。由于男装各类别的服装结构相似,传统制版方法造成制版人员大量的重复劳动,为了更好地适应大规模定制模式,缩短产品设计周期,提高企业的核心竞争力,服装样版的数字化设计是必然选择。数字化样版的生成摆脱了对版师的依赖性,节约人力物力的同时也保证了精度,提高了效率,对定制化、个性化服装的生产具有实际意义。

 

 

 

 
 

一、参数化样版模型概述

 

 

传统的服装制版大都根据前人积累的经验,依据各国制定的服装号型标准及人体形态变化规律,经过合理归纳得出一系列经验公式。通常上衣以胸围为基础,裤装以腰围、臀围为基础,根据回归关系函数表达式推算出其他部位尺寸来构造服装样版。但此种标准化的样版对个体间的细部差异难以体现,服装的合体性和舒适性要求也不能完全保证。而参数化模型是基于个性化服装要求、使用个体参数生成的样版,可以精准把握个体的体态特征,实现尺寸定制和款式定制,使个性化需求得到满足。参数化样版模型以服装制版理论为基础,以参数为支撑,运用计算机软件设定规则和逻辑,通过算法运算生成一系列可控图形即样片。
样版参数化的关键是要预测并定义其中的关系或规则,并充分考虑自动生成的每个码的每一个对象之间的逻辑关系,从而保证任意参数的修改以预先定义的方式变更。模型把点、线、图形等要素组织成样片,将影响这些要素的数据、尺寸定义为参数,建立参数之间、元素之间、参数与元素之间的约束关系,并用计算机编程对其进行描述,实质就是将打版的过程存储在计算机程序中,通过对参数赋值实现自动打版。

 

 

 

 
 

二、参数化样版模型的建立

 

(一)参数化样版模型的技术基础

1、变量参数

参数化样版主要运用参数或参数相关的函数运算方程式以及逻辑关系来操作几何图形,因此参数的设定是一个模型的关键,不仅要满足服装结构、人体特征和款式设计的需求,还需考虑样版模型改变参数时维护其中的约束关系。在参数化样版模型中可以将参数分为号型规格参数、自定义参数和后续变量参数三种。如下图所示。
 

 

(1) 号型规格参数

是指服装制版中所需的号型规格尺寸表中的各项基本尺寸,包括胸围、腰围等关键体型结构尺寸,和决定服装款式变化的衣长、袖长等款式尺寸。号型规格参数是决定服装结构、造型的关键要素,也是成衣质检的重要依据。{1}

 

(2) 自定义参数

指在建模时所用到的、未在规格表中定义的部位尺寸,如兜长、后开衩长等;或是因设计样版关联性或造型变化需求时所用到的尺寸,如松量、归拔量、串口斜度等。在模型建立前,通过对服装结构及款式的分析,提取造型因子并定义为参数,加入规格表,以用于对相关造型的修改调节。模型的智能化很大一部分就是运用自定义参数来完成的,自定义参数的设定是否合理关系到一个模型的自动化和智能化程度。参数越少,模型的可调节性越弱,自动化、智能化程度也相对较低,反之,可变性越强,自动化、智能化程度也越高。
 
我国基本纸样以成衣的标准化、规范化和系统化为目的去适应大众标准体型,通常以身高、胸围为基础,以比例为原则,结合经验定寸值建立标准化样版。比如背长和后衣长的计算。通过身高参数按照标准比例计算背长,以此为基础线向下追加背长减某一定寸,确定西服的衣长为标准长度,当模型修改身高参数时,背长和后衣长也会按比率增减。以此方法建立的模型参数化程度相对较低,但联动性较好,只调节基础参数,与其关联的所有造型、结构都会按照预设比例自动调整,减少了模型修改时间,对大规模生产模式起到很大的助力作用。
 
而参数化程度高的模型是在标准化样版的基础上保留必要的比例关系设计,并利用自定义参数来约束某个部位或造型对象。例如前胸宽、后背宽等与胸围相关系数强的部位直接以胸围计算,横开领、直开领、兜长等相关系数较弱或无关系的部位单独定义为参数,便于对特殊体型以及客户款式造型等需求的调整,适合于大规模定制模式的个性化设计。
 

(3) 后续变量参数

指在制版过程中测量已绘制的一条或多条线段所得的变量尺寸,通过绑定线段长度或角度定义为参数,用于样版的检验或为后续制版提供数值依据,不在号型规格表中显示。例如在绘制样版过程中绑定后肩线长,前肩线长的确定引用这个变量,实现前后肩线的联动修改;绑定袖窿线长变量,以此确定袖山、袖肥,袖窿线长变化,袖子自动修改。参数化模型使服装制版更灵活、更智能。模型的设计使样版的制作具有更大的可控性,当造型、尺寸等条件改变时,通过修改参数值,使约束关系作用于相关的几何图形,驱动模型生成新的样版。在不改变样版结构的条件下,只需修改参数信息即可得到新的结果。

 

 

2、约束关系

约束是参数化与非参数化的根本区别。从人工智能的角度看,纸样设计问题是约束满足问题,即给定功能、结构和工艺等多方面的约束描述,求得设计对象的细节,因此纸样的参数化设计过程,即一个基于约束的纸样设计过程。{2}
 
在参数化样版模型中,根据约束对象的不同,可以将约束分为数值约束和几何图形约束两种,主要表现在建立数值关联性及其与几何图间的映射关系。运用参数或参数关系式,结合各元素特征联动,如点、线或图形元素间的垂直、平行、相交、分割等,之间的关系,自动生成脚本。其间要注意部件之间建立联系的同时尽量集中绘制,便于保存、调用模板,调整模型结构。在约束条件下,通过对参数的重新赋值来驱动样版图形变化,完成样版修改。
 

(二)参数化样版模型的建立方法

 

1、结构设计建模

通过款式结构及人体数据分析,建立号型规格表,根据服装结构原理,进行款式结构设计,使用参数或参数关系式,计算并驱动几何图形的变化。模型的参数化程度越高,修改越容易,制版效率越高;参数表达式与图形映射关系设计的越科学,模型建立越合理。{3}下图列出了结构设计建模的建模流程。

图3:结构设计建模的建模流程图示
(1) 创建号型规格表
首先以服装品类(如西服、夹克、裤子)不同创建不同的号型规格表。根据需要的特体调整,在尺码表里创立相应的特体调整部位。

(2)款式结构设计
服装款式结构设计是建立参数化模型的核心,运用绘图工具选择规格表中的部位参数、自定义参数和变量参数来定义结构点、线,建立参数化关系及图形约束。根据约束对象的不同,可以将约束分为数值约束和几何图形约束两种,主要表现在建立数值关联性及其与几何图间的映射关系。运用参数或参数关系式,结合各元素特征联动,如点、线或图形元素间的垂直、平行、相交、分割等。

(3)模型优化与验证

模型优化:模型设计过程中,一般会产生很多种设计方法,不同方法的结果会产生不同,就需要根据实际情况选择相应的结构设计方法。在不断优化的过程中,找到最优。

模型验证:模型验证的目的是检验模型中设定的算法及功能操作等约束关系的合理性,通过变更参数值或增加号型的方法来实现。当输入数据模型变化的结果没有达到设计目的时,恢复原来参数值,调整参数关系式或几何图形约束关系,并重新输入数据,如此循环验证、修复,直到模型所有的变化操作能够达到结构设计目的,完成模型建立。

 

2、 裁片直接建模
裁片直接建模是一种比较直接的建模方法,在已有的基础样版上,通过后定义人体特征控制点对样版进行尺寸调节或特体处理,主要应用于二次修改样版的某个部位形状,不用设定约束关系。下图列出了裁片直接建模的建模流程,具体操作如下:

(1)建立号型规格表、设置特体变更参数。裁片直接建模的参数指在设计过程中自行规定的用于满足特体等变更要求的调节量,例如挺胸凸肚。将这些调节量定义为参数,添加至号型规格表。

 

(2)变更控制点确定。样版修正是对样片上的控制点和辅助点的变形操作,首先要找到参与修改部位的控制点,以框选的形式对所有参与变更的样片上的点进行定义,将控制点作为主点,曲线上辅助点作为从点,跟随主点按比率移动,防止样版修改线条走形,辅助点的使用是为了确保变形的准确性和合理性。

 

(3) 关系定义。通过移动定义的控制点使样片变形来实现特殊体型的变化,并利用参数值大小来掌控样片变形程度。定义方式主要有以下三种类型:第一,关键点延坐标(dx,dy) 移动,一般用于衣长或围度的增减;第二,选择一个或两个基准点,主点以此基准点为参考实现角度(θ) 或弦长(S ) 的旋转移动,相关线上的从点以给定参数值或跟随主点的方式参与移动,如驼背溜肩参数的变更应用;第三,用于曲线上的控制点或辅助点按比率跟随曲线两端控制点移动,例如大袖肥增加,袖山顶点的移动,选中袖山弧线上需要按比率跟随大袖肥移动的点作为主点,袖山弧线两端点作为基准点,以(px,py) 比率移动方式定义参数。

 

3、 结构设计建模和裁片直接建模比较分析

 

作为参数化建模的两种方式,结构设计建模和裁片直接建模各有优点。在建模速度上,裁片直接建模更有优势,不需要考虑样版款式特征和复杂的约束关系,只要对变更部位有关的点、线进行角度或长度移动,并将相关样片建立联动,操作简单。在建模灵活性上,裁片直接建模可以更轻松地编辑和修改样版,尤其对全新款式结构或外来样版需要临时性建模时。在参数定义上,裁片直接建模方式更快速,一个参数对应一种特体,例如复合型特体——驼背加溜肩体型,而结构设计建模的模型则需对与该特体有关的肩部、后背、袖子等分别定义参数,通过程序内的约束关系实现特体变更。正因为裁片直接建模的优势也造成了其必然存在的弊端,主要表现在样版的精度和智能化上,也是结构设计建模方式的优点所在。结构设计建模对各个部位按模块分组建立样版参数,真正做到“指哪改哪”,调版精确度高,特别是像西服这种复杂且高要求的品类,1mm的误差就能改变服装形态。并且其采用的参数细化、全面,保持数据及图形的关联性,支持无数个款式的变化,并能满足不同程度特殊体型顾客的个性化需求,智能化程度更强。

 

裁片直接建模能够有效补充结构设计建模。两种方法相结合,将裁片直接建模的思想嵌入到结构设计建模模型中,对参数化打版可以起到事半功倍的效果。

 

 

 

 

 
 

三、参数化模型的应用

路径

(一)模型一键变款
根据建模者的意图对某个样片进行几何约束设计,通过参数及参数关系式定义几何图形,随着参数的修改驱动几何图形轮廓产生指定的变化。以下是一键变款的实例应用:
 
开衩的款式变化。根据款式要求对后片做了后无衩、单开衩、双开衩的结构变化设计,在基础样版上,对款式变化所对应的参数进行数值修改,系统执行命令自动生成设计结果。如下图所示。基础款为后无衩,目标生成款式:单开衩或双开衩,在相应部位后输入数值并执行
 
 

(二)部件组合变款

男西装的款式变化主要体现在细节上,造型要素众多,多个零部件的排列组合促成了样版的千变万化。完成模型设计后,可以把部件模型保存到部件库,形成模型部件库,可供以后建模使用,减少制版的重复工作。
 

本文以西装模型为例,展示智能调用的操作方法。西装样板可以拆分成前片、后片、袖子组成,每个部分又可以拆分成不同的款式部件。智能调用的具体操作如下:

 

1、运用参数化制图方法分别绘制不同的片款式,保存为到部件库,不同的部件,名称取不一样,便于后期区别。如下图
 
 

同样后片和袖子也同样操作,保存为不同的部件库。
 

2、模型调用遵循制图原理以先大身再袖子的顺序调取部件库部件模板,部件参数名称与文件参数名称一致是部件模板成功调用的前提。完成模板调用后,调入的模板参数值随现在的文件参数变化如下图。

 

 

(三)自动放码

自动放码基于模型中的号型规格表执行操作,由表中设定的规则或不规则档差值决定放码比例,可以在合理的人体结构范围内无限增加号型,通过激活任意一个号型实现样版的自由推放。

 

 

 

 

 

 
 

结语

 
服装样版的数字化设计是时代发展的必然趋势,数字化设计的应用,使传统制版方式产生了深刻变革。参数化样版模型用参数来控制样版的造型特征,最关键的是建立参数及几何图形等各元素之间约束关系,通过约束满足实现样版设计,使模型中所有样版的特征属性都具有可调整性,并根据用户需求进行修改,模型的应用为服装数字化设计提供了有效方法,对大规模定制下用户的个性化需求提供了技术支撑。
 
 

注释:

[1] 杨怀志:《服装纸样定制系统研究》 [D] , 天津:天津工业大学,2006年,第23-24页。

[2] 赵晓敏:《基于参数化特征的衣袖结构技术研究》 [D] , 上海:东华大学,2007年,第13页。

[3] 部分资料摘自:《服装设计师杂志》, 2020年第8期。