李霽 習明

關鍵詞： 三維圖像; 服裝輔助設計; 三維人體表面模型; 曲線擬合技術; 彈簧質點模型; 系統(tǒng)設計

中圖分類號： TN911.73?34; TP391.72 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2019）02?0117?03

Design of garment aided design system based on 3D images

LI Ji1， XI Ming2

（1. Jianghan University， Wuhan 430058， China; 2. Wuhan Windoor Information & Technology Co.， Ltd.， Wuhan 430058， China）

Abstract： Since the past clothing aided design system based on the hypertext markup language can only handle the specified clothing types， a garment aided design system based on 3D images is designed. The system is composed of a server and a client. The server provides information service for the system， and the user obtains the required information from the garment style component database in the server by means of the client. The curve fitting technology is adopted to obtain the profile curve of the garment style image and partial value point data to be stored in the clothing style database. The 3D human surface model is reconstructed according to the clothing style database. The dynamic simulation of clothing fitting is realized according to the spring quality point model， so as to complete the virtual fitting of human body and analyze the rationality of garment design. The experimental results show that the designed system can predict the design rationality of different types of garment and has a high prediction performance.

Keywords： 3D image; garment aided design; 3D human body surface model; curve fitting technology; spring quality point model; system design

目前在服裝領域數(shù)字化技術使用呈現(xiàn)普遍化，提高了服裝公司獲取信息的效率，從而實行大批量的量體定制的服裝加工計劃，為每個用戶提供的服務在行業(yè)內可稱為獨樹一幟，不僅增強了企業(yè)的經(jīng)濟利潤，同時提高企業(yè)的競爭力。服裝輔助設計系統(tǒng)成為企業(yè)研究的重點對象。近年來，不少學者對該領域進行了研究，但設計的服裝輔助系統(tǒng)都存在一些問題：如文獻[1]通過在傳統(tǒng)橫編計算機輔助設計（CAD）的基礎上，根據(jù)超文本標記語言（HTML5）技術設計互聯(lián)網(wǎng)橫編CAD系統(tǒng)，但該系統(tǒng)僅能對橫編針織物服裝進行處理，使用性能存在一定的局限性;文獻[2]采用基于 SaaS模式的服裝生產(chǎn)管理系統(tǒng)，結合 SaaS 模式特性和多租戶關鍵技術設計了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，但對每個用戶數(shù)據(jù)的安全性和隔離性還有待研究。面對這些問題，設計基于三維圖像的服裝輔助設計系統(tǒng)，從硬件、軟件兩個方面優(yōu)化服裝輔助設計系統(tǒng)的性能。對不同類型的服裝設計合理性進行準確預測分析，為服裝設計提供高效的輔助功能服務，提高輔助設計質量[3]。

1 ?基于三維圖像的服裝輔助設計系統(tǒng)設計

1.1 ?系統(tǒng)硬件設計

根據(jù)服裝結構分析結果可得，大多數(shù)款式服裝能夠劃分為多種部件類別[4]，例如，上裝部分，能夠分成衣領、門襟、側縫線與下擺等部件。不一樣的部件組成款式結構也具有差異性。部件輪廓性狀的差異導致了服裝款式的風格不同。所以將服裝部件設成設計單元，將其形態(tài)與屬性存儲到服裝款式部件數(shù)據(jù)庫中[5]。采用曲線擬合技術[6]獲取服裝款式圖的輪廓曲線和部分型值點資料，將這些曲線以及型值點資料存儲到服裝款式部件數(shù)據(jù)庫中，為客戶端進行信息采集與分項提供可靠的數(shù)據(jù)。曲線擬合技術中主要采用B樣條曲線函數(shù)進行計算[7]，三次B樣函數(shù)本身具備二次連續(xù)性，且計算簡單，采用此函數(shù)實行款式圖輪廓曲線擬合，可增強圖形的逼近效果。

1.2 ?系統(tǒng)軟件設計

在使用基于三維圖像的服裝輔助設計系統(tǒng)時，基于服裝款式數(shù)據(jù)庫設計重建三維人體表面模型[8]，根據(jù)三維人體表面性狀具有復雜性的特點，把多輪廓線間的形體重新建立流程設為人體數(shù)據(jù)的等值面建立流程，以此提高人體表面模型重建的質量，以便獲取適合人體特征的服裝款式信息[9]。具體過程為：使用三維全身掃描部件相差H高度對人體進行掃描，獲取人體輪廓線;同時設定輪廓線平面內的采集網(wǎng)絡是H×H大小，提取元規(guī)格為H×H×H的立方體。將人體輪廓線實行分區(qū)域處理，把其切割為二維數(shù)據(jù)場，然后根據(jù)高度情況提起體數(shù)據(jù)，使用特殊方式提取等值面，從而實現(xiàn)三維人體表面模型的建立[10]。

2 ?實驗分析

2.1 ?棉質服裝設計合理性預測

實驗采用10位受試者穿的三種不一樣類型的棉質服裝實行舒適性測試，即為服裝合理性檢測得到的數(shù)據(jù)。選取其中15個樣本設成樣本集檢驗三種系統(tǒng)，對棉質服裝設計合理性進行預測，結果如圖1～圖3所示。

由圖1～圖3可知：基于超文本標記語言的服裝輔助設計系統(tǒng)的預測值和實測值的相關系數(shù)R2是62.37%;基于SaaS模式的服裝輔助設計系統(tǒng)的預測值和實測值的相關系數(shù)R2是76.41%;本文系統(tǒng)的預測值與實測值的相關系數(shù)R2是87.64%。由此可證本文系統(tǒng)的預測效果好。使用F檢驗法對相關系數(shù)實行顯著性檢驗，結果如表1所示。

由表1可知，三種系統(tǒng)的相關系數(shù)都是顯著性相關。基于超文本標記語言的服裝輔助設計系統(tǒng)的F檢驗結果是12.599，P值是0.002 1;基于SaaS模式的服裝輔助設計系統(tǒng)的F檢驗結果是20.689，P值是0.003 2;而本文系統(tǒng)的F檢驗結果是38.543，P值為0.007 9，均大于其他兩種系統(tǒng);說明本文系統(tǒng)的相關系數(shù)最顯著。由此可證本文系統(tǒng)對棉質服裝設計合理性的預測性能優(yōu)于其他兩種系統(tǒng)。

2.2 ?絲質服裝設計合理性預測

實驗采用10位受試者穿的三種不一樣類型的絲質服裝實行舒適度測試，即為服裝合理性檢測得到的數(shù)據(jù)。選取其中15個樣本設成樣本集檢驗三種系統(tǒng)，對絲質服裝設計合理性的預測效果，結果見圖4～圖6。

由圖4～圖6可知：基于超文本標記語言的服裝輔助設計系統(tǒng)的預測值和實測值的相關系數(shù)R2是71.25%;本文系統(tǒng)的相關系數(shù)是90.58%;基于SaaS模式的服裝輔助設計系統(tǒng)的預測試和實測值的相關系數(shù)R2是69.58%。由此可見本文系統(tǒng)對絲質服裝設計合理性的預測效果優(yōu)于其他兩種系統(tǒng)，進一步使用F檢驗法對相關系數(shù)做顯著性檢驗，結果如表2所示。

由表2可知，三種系統(tǒng)的相關系數(shù)都是顯著性相關，基于超文本標記語言的服裝輔助設計系統(tǒng)的F檢驗結果是31.012，P值是0.000 9，基于SaaS模式的服裝輔助設計系統(tǒng)的F檢驗結果是40.689，P值是0.001 3，而本文系統(tǒng)的F檢驗結果是78.327，P值為1.027 9，均大于其他兩種系統(tǒng)但是本文系統(tǒng)的相關系數(shù)顯著于其他兩種系統(tǒng)。由此可證本文系統(tǒng)對絲質服裝設計合理性的預測性能高。綜上所述，本文系統(tǒng)對不同類型服裝設計合理性都可實行準確的預測分析，能夠為服裝設計過程提供高質量的輔助服務，提高服裝設計質量。

3 ?結 ?論

經(jīng)實驗驗證，基于超文本標記語言的服裝輔助設計系統(tǒng)對棉質與絲質類型服裝設計合理性的預測值和實測值的相關系數(shù)R2分別是62.37%，71.25%;基于SaaS模式的服裝輔助設計系統(tǒng)對棉質與絲質類型服裝設計合理性的預測值和實測值的相關系數(shù)R2分別是76.41%，69.58%;本文系統(tǒng)對棉質、絲質類型服裝設計合理性的預測值和實測值的相關系數(shù)R2分別是87.64%，90.58%。能夠得出本文系統(tǒng)的相關系數(shù)顯著于其他兩種系統(tǒng)，對不同類型服裝設計合理性具有預測性能高的優(yōu)勢。

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