王雅賢

（蘇州大學(xué)，江蘇 蘇州 215006）

近年來，以三維掃描、人體重建、面料仿真、服裝建模為代表的3D虛擬技術(shù)正逐漸與傳統(tǒng)服裝行業(yè)相融合，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級，賦能生產(chǎn)端和銷售端創(chuàng)新發(fā)展。服裝合體性是構(gòu)成整個紡織服裝價值鏈的關(guān)鍵元素之一。對于設(shè)計人員來說，只有樣衣通過合體性評價，服裝才能進(jìn)入批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)；對于消費(fèi)者來說，無論衣物外觀多么具有吸引力，如果合體感很差，便不會購買。本研究針對不同的服裝合體性評價場景和評價內(nèi)容，系統(tǒng)論述了現(xiàn)有結(jié)合3D虛擬技術(shù)的服裝合體性評價方法，以期為服裝合體性研究和個性化服裝設(shè)計研究提供參考。

1 服裝合體性評價內(nèi)容

1.1 產(chǎn)品開發(fā)

當(dāng)前，服裝產(chǎn)品開發(fā)模式主要有3種，分別是成衣、定制和大規(guī)模定制。這3種模式無一不需要花費(fèi)大量的時間和精力對服裝的合體性進(jìn)行設(shè)計，代表性步驟如表1所示[1]。

表1 3種服裝產(chǎn)品開發(fā)模式代表性步驟

Erwin等[2]提出了5個廣義的服裝合體評價依據(jù)：放松量合適、線條位置恰當(dāng)、紋路對齊、平衡性好、無不必要褶皺；Labat等[3]認(rèn)為服裝合體是由視覺分析結(jié)果和身體舒適感評價結(jié)果共同決定的；Shen等[4]認(rèn)為合體的服裝應(yīng)該具有光滑整潔的外觀和足夠身體運(yùn)動的衣下空間，讓穿著者感到舒適。這些學(xué)者的研究奠定了服裝合體性評價的基礎(chǔ)，為后來設(shè)計人員在產(chǎn)品開發(fā)中對服裝合體性的分析與判斷提供了參考。

1.2 銷售環(huán)節(jié)

合體性是消費(fèi)者最重要的購買標(biāo)準(zhǔn)之一。在判斷生理的合體性時，著裝者會依據(jù)他們完成各種動作（如直立、半蹲、拉伸等）時的舒適感和整體的試穿舒適感判斷服裝是否合體。在做出購買決策時，消費(fèi)者還傾向于從美學(xué)、功能和社會心理等多個維度共同評估服裝的合體性。Chattaraman等[5]結(jié)合美學(xué)和服飾社會心理學(xué)將身體形象作為理論框架，認(rèn)為穿衣行為不僅創(chuàng)造了個人形象，還給穿著者帶來了愉快的審美體驗(yàn)。個人在實(shí)現(xiàn)理想的審美過程中，會通過服裝強(qiáng)調(diào)身體的某些積極特征，同時掩蓋部分消極特征。人們對服裝的合體性進(jìn)行評價時，會自然地考慮到他們的身材。研究表明，個人身材與其服裝合體偏好之間存在較大聯(lián)系[6]。為了最大限度地縮小消費(fèi)者對于自身理想化形象和感知到的外表之間的差距，有必要制定時尚品牌和消費(fèi)者之間關(guān)于服裝合體問題的有效溝通與協(xié)調(diào)方式。

2 基于3D虛擬技術(shù)的服裝合體性評價方法

依據(jù)不同的評價場景，3D虛擬技術(shù)支持的服裝合體性評價方法大致可以分為3類：基于三維人體掃描、基于三維服裝計算機(jī)輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）、基于三維虛擬試衣間。

2.1 基于三維人體掃描

人體身材和尺寸是服裝設(shè)計的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的人工測量方法是利用軟尺、三角板等工具直接測量，在測量過程中與肢體接觸費(fèi)時費(fèi)力且測量數(shù)據(jù)有限。非接觸式三維人體掃描克服了傳統(tǒng)測量方法的缺點(diǎn)，利用光學(xué)設(shè)備對人體進(jìn)行多角度的掃描拍攝，通過計算機(jī)圖像處理，可快速獲取精確的三維人體測量數(shù)據(jù)，還可創(chuàng)建高精度的3D人體模型。

基于三維人體掃描的服裝合體性評價方法是采用三維人體掃描設(shè)備獲取人體著裝前后的3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后通過逆向建模軟件構(gòu)建人體著裝前后的3D模型，重疊兩個模型的對應(yīng)部分，得到人體著裝狀態(tài)下的雙層3D模型，并截取不同位置人體與服裝的橫截面，由此定量分析衣下空氣層厚度的大小和分布情況，評價服裝的合體性[7]，如圖1所示。Thomassey等[8]通過該方法計算了合體袖子在肩部、肘部和腕部與人體手臂之間的放松量，分析了合體袖子衣下空氣層的分布特征，得到了合體袖子的放松量模板。該研究為虛擬空間中特殊人體的合體服裝生成提供了方法參考。Hong等[9]在此基礎(chǔ)上結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)和樣板設(shè)計知識定義三維人體參考平面和人體特征點(diǎn)，構(gòu)成帶有放松量的三維服裝線框，為具有非典型身體缺陷的殘疾人定制合體原型。此外，衣下空氣層是著裝人體向外環(huán)境傳熱的重要途徑，是影響人體熱濕舒適性最直接的因素，因此，防護(hù)類服裝的功能性研究離不開對服裝合體性的分析。Song[10]基于三維人體掃描分析不同尺寸防護(hù)服與人體模型之間的空氣層分布情況，通過燃燒試驗(yàn)建立數(shù)值模型，預(yù)測實(shí)現(xiàn)最佳熱防護(hù)時空氣層的厚度。

圖1 基于三維人體掃描的衣下空氣層厚度和分布情況測量方法

2.2 基于三維服裝CAD

傳統(tǒng)的二維服裝CAD對于服裝的立體展示效果與合體度的判斷，需要設(shè)計人員花費(fèi)大量時間通過反復(fù)制作樣衣進(jìn)行檢驗(yàn)和確認(rèn)。三維服裝CAD系統(tǒng)彌補(bǔ)了二維服裝CAD的缺點(diǎn)，通過集成二維樣板設(shè)計、3D虛擬人體模型、織物性能仿真和3D虛擬縫制，基于復(fù)雜的幾何和物理建模技術(shù)，允許模擬真實(shí)的服裝設(shè)計過程，并創(chuàng)建新的三維虛擬服裝，為設(shè)計人員提供基于網(wǎng)絡(luò)平臺的靜、動態(tài)試衣效果進(jìn)行可視化、合體性評價與個性化調(diào)整的機(jī)會。

基于三維服裝CAD的服裝合體性評價方法大致可以分為兩種：第一種是通過視覺觀察虛擬試衣效果、應(yīng)力圖（服裝受到的壓力大小）、應(yīng)變圖（服裝因受力產(chǎn)生的拉伸大?。┡袛喾b是否合體。該方法強(qiáng)烈依賴系統(tǒng)所用數(shù)學(xué)模型的精確度，評價結(jié)果可能與真實(shí)情況存在一定偏差。第二種方法是通過對服裝知識的量化建模進(jìn)行合體性評價與合體性預(yù)測，通過量化褲裝樣板的虛擬壓力檢測數(shù)據(jù)和對應(yīng)的真人試穿者的合體感受，利用反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對虛擬服裝壓力和實(shí)際服裝合體度之間的關(guān)系進(jìn)行建模。該模型經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練可以實(shí)現(xiàn)虛擬試衣后精準(zhǔn)預(yù)測實(shí)際服裝的合體程度，如圖2所示。

圖2 虛擬服裝壓力和實(shí)際服裝合體度的關(guān)系建模

2.3 基于三維虛擬試衣間

因線上線下購物感不同，絕大多數(shù)服裝商家都要承受因合體問題導(dǎo)致的高退貨率和換貨率，造成售后服務(wù)投入和銷售成本的大幅提高。為了解決這一問題，虛擬試衣間被嘗試作為消費(fèi)者線上購買服裝的合體判斷工具。

三維虛擬試衣間通過人體重建和服裝建模，使消費(fèi)者能在移動終端設(shè)備中查看自己著裝后的狀態(tài)，搭建了時尚品牌與消費(fèi)者之間的可視化互動平臺。為了創(chuàng)建用戶專屬的個性化模特，有兩種主流方法：第一種是采用3D化身，通過手動輸入關(guān)鍵人體數(shù)據(jù)和上傳身體照片調(diào)整3D化身，獲取接近自身體型的虛擬人體模型；第二種是通過實(shí)時掃描進(jìn)行人體重建，專業(yè)的三維掃描設(shè)備可以提供高分辨率、低噪聲的人體點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)精確的人體重建。

3 總結(jié)與展望

基于3D虛擬技術(shù)的服裝合體性評價方法不僅能預(yù)估服裝與個體的匹配度，加強(qiáng)設(shè)計人員與著裝者之間的合體感知聯(lián)系，而且能助力服裝的3D智能化研發(fā)，賦能網(wǎng)絡(luò)銷售和定制類服裝商業(yè)模式可持續(xù)發(fā)展。