盧致文

（太原理工大學(xué) 輕紡工程學(xué)院 山西 太原 030000）

1.引言

傳統(tǒng)的手工設(shè)計羊毛衫的方式費時費力，周期長，直觀性差，不符合市場對時裝快速翻新的要求，要求產(chǎn)生一種新的設(shè)計方式與生產(chǎn)相適應(yīng)，把 CAD技術(shù)引入羊毛衫的設(shè)計中后可以大大改善這一制約因素，CAD技術(shù)在羊毛衫的設(shè)計、生產(chǎn)甚至管理、銷售等方面的應(yīng)用已經(jīng)成為潮流和趨勢。如何運用CAD技術(shù)實現(xiàn)毛衫款式的智能化設(shè)計也成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點話題，而一個完善的CAD系統(tǒng)必然需要一個結(jié)構(gòu)合理，信息龐大的數(shù)據(jù)庫作為支撐，本文以毛衫款式的智能化設(shè)計為目的，以部件拼裝成款式的理論為依據(jù)建立毛衫款式數(shù)據(jù)庫，以期為毛衫CAD軟件開發(fā)做出積極貢獻?？钍皆O(shè)計是羊毛衫橫編產(chǎn)品設(shè)計的中心任務(wù)。羊毛衫款式設(shè)計的優(yōu)、劣將直接影響羊毛衫的銷售，進而影響產(chǎn)品的的經(jīng)濟效益。

2.毛衫款式數(shù)據(jù)庫的研究背景及意義

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的重要組成部分。數(shù)據(jù)庫是借助于計算機保存和管理大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)和信息的軟件工具?？钍皆O(shè)計的CAD軟件也不是很多，國內(nèi)有相關(guān)學(xué)者做過關(guān)于服裝款式數(shù)據(jù)庫的研究，但是還沒有專門針對毛衫款式的數(shù)據(jù)庫作研究，目前這一方面的工作也大多是依靠人工，尤其是一些專業(yè)的設(shè)計師來完成的，更多地依賴于設(shè)計師的設(shè)計靈感和經(jīng)驗，要用計算機代替人工來進行智能化款式設(shè)計，這在技術(shù)上存在難度很大。目前已有的款式設(shè)計模塊有的僅實現(xiàn)將傳統(tǒng)的繪畫工具轉(zhuǎn)換成電子工具，智能化程度低，對使用者操作能力要求較高；有的僅提供一些毛衫款式圖片庫，通過在圖片上進行圖案和色彩的填充完成款式效果圖，模塊功能簡單、不完善。

3.毛衫款式數(shù)據(jù)庫的建設(shè)目標和開發(fā)方案

3.1建設(shè)目標

毛衫款式設(shè)計的智能化要以豐富強大的毛衫零部件數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，并應(yīng)用專家知識進行排列組合、推理，根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則自動拼接毛衫零部件從而生成毛衫款式。目前的大多數(shù)款式設(shè)計系統(tǒng)為專業(yè)的設(shè)計師而開發(fā)， 需要依賴設(shè)計人員的繪畫技能、專業(yè)知識和設(shè)計能力。而智能化毛衫款式設(shè)計系統(tǒng)可以面向非專業(yè)用戶， 其核心思想是將現(xiàn)代毛衫設(shè)計中的各類專業(yè)知識用計算機可以接受和處理的信息方式表達出來， 并存儲在數(shù)據(jù)庫中。其操作模式采用智能人機交互， 設(shè)計者可以在設(shè)計系統(tǒng)的引導(dǎo)下， 通過一系列款式設(shè)計提示命令， 調(diào)用系統(tǒng)中的資源和知識來完成毛衫設(shè)計， 而無須詳細了解其中更多的專業(yè)設(shè)計細節(jié)。

3.2開發(fā)方案

款式設(shè)計的主要任務(wù)是把設(shè)計師構(gòu)思中的毛衫形象可視化地表現(xiàn)出來，形成一種初步的設(shè)計構(gòu)思，為后續(xù)的工藝設(shè)計奠定基礎(chǔ)。毛衫的款式設(shè)計是一種視覺藝術(shù)，它重點解決毛衫的外形線與整體結(jié)構(gòu)造型?？钍狡矫鎴D是按照毛衫的平面形態(tài)和造型的實際比例用單色線條繪制的一種構(gòu)想圖。

3.2.1款式解構(gòu)

羊毛衫的款式千姿百態(tài)，給計算機輔助羊毛衫款式設(shè)計帶來了一定的困難。羊毛衫大致由領(lǐng)、袖、身等幾大部分組成。各組成部分千變?nèi)f化，形成了各種風(fēng)格和藝術(shù)格調(diào)的羊毛衫，但通過調(diào)研和查閱資料發(fā)現(xiàn)，羊毛衫的領(lǐng)、袖、身基本形狀變化不大。因此，可以將不同的領(lǐng)型、袖型、身型作為款式設(shè)計的基本繪圖圖素，設(shè)計人間根據(jù)需要隨時調(diào)用這些圖素排列組合，即可設(shè)計出滿意的款式。基于實用性和普遍性的原則，采用了幾種常用的領(lǐng)型（如圓領(lǐng)、V 領(lǐng)、一字領(lǐng)等），袖型（如直袖、斜袖、平袖）和身型（如H 型、Y 型、X 型）作為基本繪圖圖素。通過這些領(lǐng)型、袖型和身型的組合，可得到幾十種基本類型的羊毛衫款式。 款式設(shè)計項為用戶提供了用于款式設(shè)計的基本圖素，也就是羊毛衫的一些基本的領(lǐng)型、袖型和身型。

3.2.2款式表達

擬采用三次B 樣條曲線來構(gòu)造款式的外形線，B樣條曲線是分段組成的曲線，對曲線的控制靈活直觀，能夠?qū)η€進行局部修改。三次B樣條曲線可以達到二次連續(xù)，連續(xù)性好。反算B樣條曲線是指已知一組空間型值點，反算出B 樣條曲線閉。利用反算B樣條曲線可以很好地擬合款式的外形線，而且可以局部修改，從而達到理想的效果圖。幾根B 樣條曲線組合就可以擬合毛衫部件的外形，再填充以顏色或者一定的面料就是部件圖了。幾大部件圖的組合就是毛衫的款式圖。

3.2.3零部件的拼接

毛衫款式自動生成時，要將數(shù)據(jù)庫里的零部控制點數(shù)據(jù)提取并繪制出。這時在零部件相拼處自然產(chǎn)生了拼接的問題。拼接有交互式和自動兩種方式，其原理是相同的。零部件相拼時必然會出現(xiàn)相交、重疊、相離的情況，如上裝衣領(lǐng)和肩線的重疊交錯、袖窿線和衣片的完美相接、分割線隨衣片的長短變化延長、縮短等。在系統(tǒng)中加人款式結(jié)構(gòu)性知識及圖形形狀特征，根據(jù)知識和特征來判斷共同邊界曲線，對于共同的邊界采用相同的曲線擬合，這樣使得零部件之間的連接天衣無縫。因此，必須總結(jié)概括拼接規(guī)則，根據(jù)相交、重疊、相離三種情況具體處理。當部件相交重疊時要根據(jù)毛衫款式的結(jié)構(gòu)需要和圖形表現(xiàn)原則確定曲線的優(yōu)先級別、交點等信息，然后刪除多余曲線；當部件相離時，也要確定部件的從屬級別，延長曲線直至相接，同時修正曲線使之自然圓順。具體講，拼接的種類一般有連接、覆蓋、重疊、刪減等幾種。

4.毛衫產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容

首先，仿照傳統(tǒng)的款式設(shè)計模式采用毛衫風(fēng)格作為設(shè)計人口，提供用戶不同風(fēng)格的多種典型款式。其次，通過對毛衫結(jié)構(gòu)的分析，把毛衫分割成幾個部件，建立款式部件庫，為系統(tǒng)的部件替換和部件變化功能提供基礎(chǔ)。然后，依據(jù)款式設(shè)計專家?guī)斓拿枋黾巴评頇C制進行款式生成。數(shù)據(jù)庫管理完成對各類數(shù)據(jù)庫的管理和協(xié)調(diào)。

一款成功的毛衫款式總是帶有明顯的風(fēng)格特征，從某一款設(shè)計推廣到系列款式要保證風(fēng)格的統(tǒng)一，而從毛衫生產(chǎn)商的角度其生產(chǎn)的成衣也要保證風(fēng)格不變。毛衫的風(fēng)格定義有許多種，跟據(jù)市場把毛衫分為以下幾種類型：正裝風(fēng)格、休閑風(fēng)格、時尚風(fēng)格、復(fù)古風(fēng)格（有待討論）。而具有相同風(fēng)格特征的不同款式其風(fēng)格值也有所不同。因此，系統(tǒng)在定義了風(fēng)格后，對每一種風(fēng)格類型又定義了3 種風(fēng)格值：強、中、弱。對每一種風(fēng)格類型系統(tǒng)提供多款不同風(fēng)格值的典型款式，并建立典型款式庫，為用戶提供毛衫款式信息發(fā)布和服務(wù)的窗口。

從毛衫款式的結(jié)構(gòu)考慮，毛衫可以看成是由幾個部件拼合而成，基本可拆分為衣領(lǐng)、衣袖、衣片3個部分分別建立零部件庫。按照對毛衫款式設(shè)計流程的分析，系統(tǒng)定義了一個樹狀式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為款式風(fēng)格類別、典型款式、零部件、零部件子類、關(guān)鍵線、關(guān)鍵點等幾層關(guān)系。部件庫保存了部件的基本信息， 包括部件的控制點、風(fēng)格信息、變化信息。部件細節(jié)庫存儲款式風(fēng)格名稱、曲線形態(tài)、線條定義、關(guān)鍵點定義等內(nèi)容。風(fēng)格與規(guī)則庫是智能毛衫款式設(shè)計系統(tǒng)的核心部分，包括智能風(fēng)格知識庫與推理機，智能風(fēng)格知識庫中存儲了款式風(fēng)格的信息以及細節(jié)變化的風(fēng)格信息，它受到規(guī)則庫的約束，通過規(guī)則庫中的規(guī)則來實現(xiàn)各類風(fēng)格款式的生成。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容可以不斷更新和擴充，保證存儲的款式信息與流行同步。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負責(zé)對數(shù)據(jù)庫進行組織、檢索與維護。

5.結(jié)語

毛衫設(shè)計的智能化是數(shù)字化時代發(fā)展的必然趨勢，而智能化毛衫款式設(shè)計系統(tǒng)則是解決毛衫CAD款式設(shè)計模塊并結(jié)合毛衫專業(yè)特色問題的新思路。同時，這也是一個嶄新的課題，并無現(xiàn)成模式可循，要進行深入研究和探索，以開發(fā)帶動技術(shù)普及，提升我國毛衫業(yè)的高科技含量。本文從理論研究與實際應(yīng)用相結(jié)合的角度出發(fā)，構(gòu)建了毛衫款式設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分析了實現(xiàn)智能化人機交互界面的關(guān)鍵問題，建立了款式知識表示模型和款式推理機制，為進一步進行毛衫設(shè)計的研究確立了系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)路線。