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1 湖 南 省 大 学 生 研 究 性 学 习 和 创 新 性 实 验 计 划 项 目 结 题 报 告 项 目 名 称 : 基 于 VC++ 的 智 能 化 服 装 纸 样 设 计 系 统 开 发 项 目 编 号 : 湘 教 通 号 -286 学 生 姓 名 : 孙 雪 所 在 学 校 和 院 系 : 项 目 实 施 时 间 : 湖 南 理 工 学 院 美 术 学 院 203 年 5 月 至 204 年 4 月 指 导 教 师 : 朱 洪 峰 联 系 电 话 : 填 表 日 期 : 湖 南 省 教 育 厅 20 年 制

2 一 基 本 情 况 项 目 名 称 基 于 VC++ 的 智 能 化 服 装 纸 样 设 计 系 统 开 发 立 项 时 间 203 年 5 月 完 成 时 间 204 年 4 月 项 目 主 要 研 究 人 员 序 号 姓 名 学 号 专 业 班 级 所 在 院 ( 系 ) 孙 雪 唐 雁 邓 斌 卞 青 林 胡 艺 晗 4476 艺 术 设 计 专 业 服 装 设 计 方 向 计 算 机 科 学 与 技 术 计 算 机 科 学 与 技 术 艺 术 设 计 专 业 服 装 设 计 方 向 艺 术 设 计 专 业 服 装 设 计 方 向 女 男 男 女 女 项 目 中 的 分 工 总 体 把 握 及 实 验 研 究 负 责 资 料 的 搜 集 负 责 程 序 研 发 负 责 项 目 测 试 负 责 项 目 测 试 二 研 究 成 果 简 介 项 目 研 究 的 目 的 意 义 ; 研 究 成 果 的 主 要 内 容 重 要 观 点 或 对 策 建 议 ; 成 果 的 创 新 特 色 实 践 意 义 和 社 会 影 响 ; 研 究 成 果 和 研 究 方 法 的 特 色 限 定 在 2000 字 以 内 项 目 研 究 的 目 的 与 意 义 : 通 过 对 市 场 上 相 对 成 熟 的 智 能 服 装 CAD 的 应 用 研 究, 对 比 分 析 其 智 能 化 纸 样 设 计 功 能 模 块 设 计 特 征, 基 于 VC++ 面 向 对 象 语 言 特 点, 提 出 按 服 装 分 类 进 行 该 功 能 模 块 开 发 的 系 统 框 架 体 系, 开 发 出 符 合 专 业 习 惯 的 合 理 的 智 能 服 装 CAD 系 统 中 智 能 化 纸 样 设 计 系 统 研 究 成 果 的 主 要 内 容 : 系 统 的 软 件 结 构 My3D-CAD.exe gllight.dll class: CLight glcamera.dll class: CCameral glmaterial.dll class: CMaterial glread3ds.dll class: C3DSObject C3DSObjList C3DSReader glbody.dll class: CBody GDIPattern.dll class: CEntity2D CCtrlVertex2D CCtrlBorder2D CPattern Gdi32.dll glmath.dll class: CPoint3D CVector3D CMatrix3D glentity.dll class: CEntity CCtrlVertex CCtrlBorder CCtrlPatch CCtrlPatchList 图 软 件 系 统 组 件 图 2 OpenGL 与 系 统 的 接 口 3 人 体 建 模 及 参 数 化 修 改 开 发 三 维 的 服 装 CAD 系 统 最 基 础 的 一 个 工 作 就 是 三 维 人 体 模 型 的 建 立 在 现 有 的 同 类 产 品 中, 对 于 人 体 模 型 的 取 得, 存 在 以 下 两 种 途 径 : 通 过 三 坐 标 测 量 仪 ( 或 同 类 其 他 设 备 ) 测 得 人 体 的 三 维 数 据, 并 利 用 Bezier 曲 面 或 B 样 条 曲 面 及 其 他 相 关 的 曲 面 拟 合 技 术 进 行 人 体 的 拟 合

3 2 利 用 第 三 方 机 构 提 供 的 人 体 模 型 库 三 维 量 体 人 体 数 据 文 件 数 据 插 值 细 化 点 云 模 型 线 框 模 型 曲 面 模 型 是 否 修 改 YES 修 改 人 体 尺 寸 图 2 测 量 重 建 法 的 活 动 图 表 示 4 虚 拟 现 实 环 境 的 搭 建 技 术 4. 坐 标 变 换 的 设 计 及 实 现 4.2 虚 拟 环 境 中 灯 光 材 质 的 设 计 5 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 为 配 合 该 功 能 的 实 现, 特 组 织 了 五 个 类 来 表 示 三 维 样 片 的 数 据 结 构, 如 图 3 所 示

4 CEntity -m_beselected : bool -m_bevisible : bool +...() * CMy3DCADView +DrawPatches() : bool CMy3DCADDoc -m_patchlist : CCtrlPatchList CCtrlVertex -m_3dpoint : CPoint3D +DrawGL() * CCtrlBorder -NumberVertexes : int -Vertexes[00] : CCtrlVertex* -m_length : float -MaxNumber : int -m_borderkind : int +Add(CCtrlVertex* _Vertex)() +DrawGL() +GetNumVertexes() : int +RemoveAllVertexes() +Init() CCtrlPatchList -Patches[00] : CCtrlPatch* -NumberPatches : int -MaxNumber : int +Add(CCtrlPatch* _Patch)() +DrawGL() +GetNumPatches() : int +RemoveAllPatches() +Init() CCtrlPatch -borders[00] : CCtrlBorder* -NumberBorders : int -MaxNumber : int +Add(CCtrlBorder* _Border)() +DrawGL() +GetNumBorders() : int +RemoveAllBorders() +Init() * 图 3 三 维 样 片 交 互 绘 制 功 能 的 类 图 6 参 数 化 生 成 二 维 服 装 样 板 该 参 数 化 样 板 绘 制 系 统 的 功 能 实 现 流 程, 可 以 简 单 用 下 面 的 UML 活 动 图 表 示 选 择 人 体 尺 寸 选 择 要 绘 制 样 板 的 类 型 生 成 样 板 图 4 功 能 实 现 活 动 图 其 中, 每 一 组 人 体 尺 寸 都 对 应 系 统 中 的 一 个 人 体 模 型 本 节 中 我 们 以 表 所 示 的 60/84A 女 子 标 准 体 的 基 本 尺 寸 为 依 据 进 行 样 板 的 打 制

5 表 60/84A 女 子 标 准 体 尺 寸 表 ( 单 位 : CM) 部 位 颈 围 总 肩 宽 (S) 胸 围 腰 围 臀 围 背 长 臀 高 (N) (B) (W) (H) (BL) (HL) 尺 寸 我 们 选 取 了 一 种 简 单 的 款 式 女 士 无 袖 连 衣 裙, 做 为 示 范 表 2 女 士 无 袖 连 衣 裙 成 衣 尺 寸 表 ( 单 位 : C M) 部 位 颈 围 (N) 总 肩 宽 (S) 胸 围 (B) 腰 围 (W) 臀 围 (H) 背 长 (BL) 臀 高 (HL) 裙 长 (L) 尺 寸 根 据 比 例 法 制 图 的 规 则, 根 据 表 2 所 给 出 的 成 衣 控 制 尺 寸, 和 给 出 的 样 本 各 部 位 的 计 算 公 式, 便 可 用 比 例 制 板 法 做 出 女 士 无 袖 连 衣 裙 的 样 板 如 图 5 所 示 图 5 女 士 无 袖 连 衣 裙 样 板 二 维 样 板 的 绘 制, 绘 制 的 流 程, 可 以 用 UML 活 动 图 图 6 简 单 表 示 如 下 :

6 确 定 各 控 制 点 坐 标 根 据 规 则 在 控 制 点 间 连 线 改 变 控 制 点 位 置 显 示 控 制 线 长 度 生 成 样 板 拾 取 控 制 点 拾 取 控 制 线 是 否 修 改 样 板? YES 重 要 观 点 : 图 6 样 板 绘 制 过 程 的 活 动 图 目 前, 国 内 国 际 都 热 衷 于 基 于 定 数 和 基 于 参 数 相 结 合 的 CAD 系 统 开 发, 例 如 BOKE 天 晟 智 能 型 服 装 CAD 瑞 丽 智 能 服 装 CAD 等 都 不 同 程 度 的 实 现 了 智 能 服 装 CAD 的 智 能 化 纸 样 设 计 功 能 模 块 开 发 结 合 虚 拟 现 实 技 术 的 智 能 服 装 CAD 纸 样 设 计 系 统 开 发, 比 较 高 端, 技 术 复 杂, 开 发 难 度 大 对 策 建 议 : 实 现 真 正 意 义 上 的 三 维 智 能 服 装 CAD 纸 样 设 计 系 统, 相 对 于 本 课 题 而 言, 还 有 很 多 方 面 的 工 作 要 做, 归 类 如 下 :. 实 现 真 正 意 义 上 的 三 维 样 片 到 二 维 样 板 的 映 射 只 要 在 三 维 人 体 上 绘 制 出 三 维 的 服 装 衣 片, 就 可 以 将 该 样 板 直 接 映 射 到 二 维 空 间, 形 成 真 正 意 义 上 的 二 维 样 板 2. 实 现 逼 真 的 试 衣 效 果 只 有 通 过 逼 真 的 试 衣 效 果, 才 可 以 对 样 板 做 出 精 确 的 校 正 3. 对 服 装 面 料 进 行 仿 真 效 果 的 实 现 包 括 仿 真 面 料 的 各 种 光 照 条 件 下 的 颜 色 特 性 面 料 的 弹 性 悬 垂 性 等 性 质 只 有 这 样, 才 可 以 更 加 逼 真 的 体 现 试 衣 效 果 4. 通 过 建 立 专 家 系 统, 对 样 板 的 修 改 和 校 验 我 国 的 服 装 工 业 有 着 多 年 的 发 展 史, 能 够 将 很 多 专 家 和 老 师 傅 的 样 板 设 计 思 想 和 经 验 融 入 系 统 之 中, 将 对 建 立 更 加 完 整 准 确 实 用 的 样 板 设 计 系 统 起 到 非 常 重 要 的 作 用 成 果 的 创 新 点 和 特 色 :. 据 可 查 的 资 料 显 示, 本 课 题 是 首 次 提 出 在 一 个 系 统 中, 根 据 不 同 需 要 应 用 不 同 的 人 体 建 模 方 法 建 立 人 体 模 型 的 思 路

7 2. 据 可 查 的 资 料 显 示, 本 课 题 是 首 次 提 出 将 3DS 技 术 融 合 进 服 装 CAD 系 统 的 人 体 建 模 中 3. 据 可 查 的 资 料 显 示, 本 课 题 是 首 次 提 出 了 参 照 立 体 裁 剪 的 设 计 理 念, 通 过 提 供 交 互 的 三 维 样 片 设 计 功 能 和 参 数 化 二 维 样 板 的 打 制 功 能, 实 现 通 过 三 维 样 片 来 校 正 二 维 样 板 的 设 计 思 想 了 4. 本 项 目 按 服 装 分 类 进 行 服 装 智 能 化 纸 样 系 统 开 发 的 系 统 框 架 体 系 的 提 出, 开 发 出 基 于 VC++ 的 符 合 专 业 习 惯 的 合 理 的 结 合 虚 拟 现 实 技 术 的 智 能 服 装 CAD 纸 样 设 计 系 统 三 项 目 研 究 总 结 报 告 预 定 计 划 执 行 情 况, 项 目 研 究 和 实 践 情 况, 研 究 工 作 中 取 得 的 主 要 成 绩 和 收 获, 研 究 工 作 有 哪 些 不 足, 有 哪 些 问 题 尚 需 深 入 研 究, 研 究 工 作 中 的 困 难 问 题 和 建 议 ( 字 数 不 限, 可 加 页 面 ) 课 题 的 成 果. 从 两 个 不 同 的 途 径, 对 三 维 人 体 建 模 方 法 进 行 了 深 层 次 的 探 讨, 并 编 程 实 现 2. 借 助 于 OpenGL SDK 构 建 了 一 个 简 单 的 虚 拟 现 实 环 境 使 得 用 户 可 以 从 多 个 角 度 来 观 察 人 体, 并 对 灯 光 和 材 质 做 了 较 为 细 致 的 设 计 3. 实 现 了 三 维 空 间 中, 服 装 结 构 线 的 交 互 设 计 该 功 能 灵 感 来 源 于 立 体 裁 剪 技 术 通 过 对 三 维 服 装 结 构 线 的 设 计, 可 以 和 本 系 统 二 维 制 板 系 统 相 互 配 合, 从 结 构 线 的 长 度 位 置 等 各 个 角 度 进 行 样 板 的 调 整, 从 两 种 拓 扑 空 间, 来 对 样 板 进 行 修 改, 使 得 打 制 出 来 的 样 板 更 加 精 确 4. 实 现 了 三 维 虚 拟 量 体 的 功 能 通 过 该 功 能 可 以 对 人 体 模 型 上 任 意 部 位 的 尺 寸 进 行 准 确 的 测 量 这 对 研 究 服 装 的 结 构 设 计, 特 别 是 贴 体 类 服 装 ( 比 如 内 衣 ) 的 结 构 设 计 起 到 了 十 分 重 要 的 作 用 5. 实 现 了 二 维 样 板 的 参 数 化 绘 制 技 术 该 功 能 的 实 现 正 是 基 于 我 们 传 统 的 比 例 制 板 的 方 法 通 过 和 三 维 的 样 片 相 互 比 较, 来 辅 助 完 成 二 维 样 板 的 校 正 并 部 分 实 现 了 智 能 化 纸 样 设 计 课 题 需 要 改 进 的 地 方. 本 课 题 并 没 有 实 现 真 正 意 义 上 的 三 维 样 片 和 二 维 样 板 的 映 射 本 课 题 提 供 的 三 维 样 片 的 设 计 功 能, 只 是 能 起 到 对 二 维 衣 片 的 校 正 真 正 的 二 三 样 片 的 映 射 功 能, 由 于 人 体 的 不 可 展 性, 和 服 装 样 板 本 身 的 一 些 特 点 ( 比 如, 省 道 理 论, 打 褶 理 论 ), 以 及

8 二 维 样 板 的 传 统 构 成 规 律 等 因 素 的 影 响, 将 涉 及 很 复 杂 的 几 何 映 射 算 法 据 可 查 资 料 显 示, 现 在 的 二 三 维 映 射 也 仅 仅 是 能 够 提 供 服 装 可 展 面 部 分 的 映 射, 对 于 服 装 的 不 可 展 面 只 有 通 过 参 照 三 维 样 片 和 二 维 样 板 进 行 反 复 多 次 交 互 的 修 改 对 应 的 结 构 线 来 达 到 映 射 的 效 果 2. 本 课 题 的 参 数 化 绘 制 二 维 样 板 结 构 图, 仅 仅 是 取 了 女 式 无 袖 连 衣 裙 作 为 例 子 来 进 行 了 说 明 要 想 真 正 的 将 该 系 统 投 入 实 际 生 产 中, 开 发 大 量 参 数 化 二 维 样 板 绘 制 规 则 库 是 必 须 的, 由 于 时 间 关 系, 本 课 题 没 有 进 行 这 方 面 的 工 作 四 经 费 使 用 情 况 经 费 合 计 2 万 元, 其 中, 学 校 配 套 资 助 万 元, 学 院 ( 所 ) 配 套 资 助 元, 其 他 经 费 万 元 经 费 支 出 情 况 : 买 相 关 书 籍 的 经 费 : 共 计 :398 元 去 各 地 考 察 的 火 车 票 经 费 : 共 计 :2500 元 计 算 机 耗 材 的 费 用 : 5800 元 收 集 资 料 打 印 的 费 用 :302 元

9 五 指 导 教 师 及 学 院 ( 系 ) 审 核 意 见 项 目 指 导 教 师 对 结 题 的 意 见, 包 括 对 项 目 研 究 工 作 和 研 究 成 果 的 评 价 等 课 题, 对 基 于 VC++ 的 智 能 化 服 装 纸 样 设 计 系 统 进 行 了 研 究 该 课 题 小 组 并 通 过 相 关 专 业 资 料 查 阅, 在 理 论 上 和 技 术 上 对 服 装 CAD 纸 样 设 计 系 统 进 行 了 深 入 研 究, 并 对 结 合 虚 拟 现 实 技 术 和 智 能 化 服 装 CAD 纸 样 设 计 功 能 深 入 认 真 考 究, 结 合 VC++ 语 言, 运 用 面 向 对 象 思 想, 深 刻 理 解 OpenGL 的 基 础 上, 做 了 各 方 面 尝 试 通 过 本 课 题 的 研 究, 不 仅 深 刻 了 对 服 装 CAD 未 来 发 展 的 认 知, 同 时 对 结 合 虚 拟 现 实 技 术 和 智 能 化 服 装 CAD 纸 样 设 计 理 解 也 加 深 了 许 多 ; 同 时, 丰 富 了 服 装 设 计 的 设 计 方 法 和 内 涵 主 题 明 确, 结 构 非 常 合 理, 思 路 清 晰, 条 例 清 楚, 研 究 较 为 深 入, 体 现 了 作 者 很 好 的 理 论 基 础 和 科 学 研 究 精 神, 以 及 设 计 能 力 和 动 手 能 力 同 意 通 过 结 题 审 查 负 责 人 签 章 : 年 月 日 项 目 主 持 人 所 在 学 院 ( 系 ) 对 结 题 的 意 见, 包 括 对 项 目 研 究 工 作 和 研 究 成 果 的 评 价 等 该 课 题 通 过 基 于 VC++ 的 智 能 化 服 装 纸 样 设 计 系 统 开 发 的 研 究, 尤 其 是 结 合 虚 拟 现 实 技 术 和 智 能 化 服 装 CAD 纸 样 设 计 功 能 模 块 的 开 发, 探 寻 到 服 装 CAD 发 展 的 未 来 方 向 具 有 一 定 理 论 价 值, 现 实 意 义 该 项 目 的 研 究 和 实 验 工 作 较 好 地 按 计 划 开 展, 研 究 内 容 已 按 时 按 质 完 成, 取 得 的 成 绩 和 研 究 成 果 值 得 肯 定 情 况 属 实, 同 意 结 题 负 责 人 签 章 : 年 月 日 六 学 校 结 题 审 核 意 见 学 校 对 项 目 研 究 的 任 务 目 标 方 法 和 研 究 成 果 水 平 等 进 行 评 价, 是 否 结 题 年 月 日

10 支 撑 材 料 目 录 结 题 研 究 报 告... XI 2 发 表 期 刊 论 文 复 印 件 ( 含 封 面 目 录 封 底 ) 朱 洪 峰 孙 雪 晁 英 娜. 服 装 CAD 中 光 照 技 术 实 现 [J]. 成 都 : 数 字 化 用 户, 204.(3): 朱 洪 峰 孙 雪 晁 英 娜. 服 装 CAD 系 统 中 的 光 照 面 向 对 象 分 析 [J]. 郑 州 : 河 南 科 技, 204.(7) 学 生 获 奖 成 果 证 书 复 印 件 ( 含 学 生 奖 学 金 证 书 ) 学 年 度 国 家 励 志 奖 学 金 学 年 度 国 家 励 志 奖 学 金 年 度 校 级 三 好 学 生 年 度 校 级 三 好 学 生 荣 获 年 度 优 秀 女 生 年 度 美 术 学 院 第 三 届 大 学 生 职 业 生 涯 规 划 大 赛 十 佳 职 业 规 划 奖 年 步 步 高 广 场 岳 阳 店 创 意 服 装 设 计 大 赛 人 气 奖 其 他 研 究 成 果 材 料 ( 可 用 图 片 展 示 ) 研 究 成 果 社 会 评 价 材 料 ( 如 新 闻 报 道 ) 江 南 大 学 纺 织 服 装 学 院 203 年 优 秀 大 学 生 暑 期 夏 令 营 活 动 中, 夏 令 营 优 秀 学 员 证 书 江 南 大 学 204 年 优 秀 应 届 本 科 毕 业 生 预 录 取 接 收 函 江 南 大 学 204 年 优 秀 应 届 本 科 毕 业 生 复 试 合 格 接 收 函... 9

11 结 题 研 究 报 告 湖 南 省 大 学 生 研 究 性 学 习 和 创 新 性 实 验 计 划 项 目 研 究 报 告 项 目 名 称 : 基 于 VC++ 的 智 能 化 服 装 纸 样 设 计 系 统 开 发 项 目 编 号 : 湘 教 通 号 -286 学 生 姓 名 : 孙 雪 所 在 学 校 和 院 系 : 项 目 实 施 时 间 : 湖 南 理 工 学 院 美 术 学 院 203 年 5 月 至 204 年 4 月 指 导 教 师 : 朱 洪 峰 联 系 电 话 : 填 表 日 期 :

12 摘 要 根 据 计 算 机 图 形 学 理 论, 借 助 于 OpenGL SDK 和 GDI SDK, 该 论 文 阐 述 了 实 现 一 个 三 维 智 能 服 装 CAD 的 全 过 程 首 先, 论 文 介 绍 了 两 种 不 同 的 构 建 人 体 模 型 的 方 法 : 一 种 方 法 称 为 测 量 重 建 法, 另 一 种 方 法 称 为 3DS 导 入 法 借 助 于 这 两 种 方 法, 我 们 可 以 根 据 不 同 的 需 要 得 到 两 种 不 同 的 人 体 模 型 然 后, 我 们 为 这 个 系 统 构 建 了 一 个 简 单 的 虚 拟 现 实 环 境, 在 这 一 步 中, 我 们 实 现 了 坐 标 变 换 和 灯 光 的 照 射 效 果 接 着, 我 们 实 现 了 三 维 样 片 的 绘 制 功 能, 利 用 该 功 能, 我 们 可 以 按 照 我 们 的 需 要, 在 位 于 三 维 空 间 的 人 体 模 型 上 绘 制 衣 片, 并 且 可 以 对 绘 制 完 成 的 衣 片, 进 行 修 改 在 这 一 步 中, 我 们 还 实 现 了 自 动 量 体 功 能 最 后, 我 们 实 现 了 平 面 服 装 样 板 的 绘 制 功 能, 利 用 这 一 功 能, 我 们 可 以 得 到 由 系 统 利 用 GDI SDK, 根 据 人 体 尺 寸 而 自 动 绘 制 的 二 维 服 装 样 板 在 论 文 的 最 后, 论 文 对 整 个 的 开 发 过 程 做 出 了 总 结, 并 且 指 出 了 系 统 存 在 的 不 足, 以 及 需 要 改 进 的 方 面 关 键 词 : 计 算 机 图 形 学,OpenGL, 服 装 CAD, 人 体 模 型, 虚 拟 现 实 ABSTRACT According to the Compute Graphics Theory, with the OpenGL SDK and GDI SDK, the dissertation explains the whole approach on how to realized the 3D Garment CAD system. Firstly, we applied two methods to construct the mannequins. One is called reconstruct by measuring, and the other is called imported the 3DS s mannequin. Using these two methods, we can gain the two kinds of mannequin for different aim. Secondly, we construct a simple virtual Reality environment for the CAD system. In this step, we realized the coordinate transformation and the light scene. Thirdly, we realized the 3D patches drawing function. By this function, we can draw the garment patches on the mannequin in 3D space as we will, and edit the patches, which had finished. In the step, we also realized the body measuring function. Finally, we realized the drawing garment pattern function by parameters. By this function, we can get the garment pattern, which is drawn by the system automatically according the kinds of body size, in 2D space with GDI SDK. In the end of this dissertation, we sum up the whole approach, and point out the lack of this system and the aspect need to be improved. Key Words: Compute Graphics, OpenGL, Garment CAD, mannequins, Virtual Reality

13 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 第 一 章 绪 论. 引 言 我 国 是 纺 织 出 口 大 国, 纺 织 服 装 业 在 我 国 的 工 业 生 产 中 占 有 及 其 重 要 的 地 位 并 且, 随 着 我 国 服 装 行 业 在 产 品 设 计 工 艺 技 术 以 及 经 营 管 理 等 环 节 的 不 断 提 高 和 与 世 界 接 轨, 中 国 的 服 装 业 在 世 界 服 装 市 场 中 的 竞 争 力 在 日 益 强 大 在 这 个 数 字 化 生 存 的 时 代, 随 着 计 算 机 技 术 的 不 断 发 展, 计 算 机 在 服 装 生 产 中 的 应 用 越 来 越 广 泛, 已 涉 及 到 各 个 环 节, 各 个 部 门 我 国 的 服 装 业 已 经 走 上 了 智 能 化 信 息 化 之 路 服 装 结 构 设 计 是 服 装 工 业 生 产 中 的 相 当 重 要 的 一 环 服 装 样 板 质 量 的 好 坏, 直 接 影 响 着 成 衣 的 质 量 及 市 场 前 景 因 此, 在 工 业 化 的 服 装 生 产 中, 将 科 学 的 服 装 结 构 设 计 方 法 与 服 装 CAD 技 术 相 结 合, 即 实 现 电 脑 打 板 是 势 在 必 行 的 只 有 这 样, 才 能 顺 应 现 代 化 的 服 装 工 业 生 产 所 提 出 的 系 列 化 标 准 化 规 范 化 批 量 化 以 及 时 装 化 多 样 化 个 性 化 潮 流 发 展 的 需 求 长 期 以 来, 我 国 服 装 裁 剪 技 术 一 直 以 平 面 裁 剪 为 主, 并 逐 步 形 成 了 一 系 列 较 为 完 整 的 平 面 结 构 理 论 虽 然 平 面 的 板 型 设 计 技 术 方 便 快 捷, 但 在 服 装 的 造 型 性 方 面 却 着 一 定 的 不 足 随 着 人 们 对 服 装 款 式 档 次 以 及 品 味 等 的 要 求 的 不 断 提 高, 传 统 的 平 面 板 型 设 计 技 术 所 带 来 的 缺 点 日 益 明 显 在 这 一 方 面, 立 体 裁 剪 与 平 面 裁 剪 相 结 合 就 会 起 到 很 好 的 效 果 [][2] 立 体 裁 剪 是 以 人 体 或 人 体 模 型 为 基 础 进 行 立 体 造 型 的 方 法 其 方 法 是 选 用 与 面 料 特 性 相 近 的 试 样 布, 直 接 披 挂 在 人 体 上 进 行 裁 剪 与 设 计, 故 有 软 雕 塑 之 称, 具 有 艺 术 与 技 术 的 双 重 特 性 其 造 型 能 力 强, 并 且 非 常 直 观, 在 裁 剪 的 同 时 就 能 看 到 成 衣 效 果 通 过 立 体 裁 剪 可 以 了 解 人 体 了 解 立 体 裁 剪 和 平 面 裁 剪 的 相 互 转 换 关 系, 从 而 丰 富 设 计 者 的 空 间 想 象 力, 更 深 层 次 的 理 解 服 装 裁 剪 的 含 义, 有 助 于 满 足 随 心 所 欲 的 服 装 款 式 变 化 要 求 因 此, 引 进 推 广 普 及 立 体 裁 剪 技 术 已 成 为 当 前 服 装 裁 剪 技 术 发 展 的 必 然 趋 势 就 目 前 而 言, 国 内 基 于 平 面 裁 剪 技 术 而 开 发 的 服 装 样 板 设 计 系 统, 已 经 相 当 成 熟, 且 其 技 术 已 经 趋 于 稳 定 然 而, 当 前 国 内 在 立 体 裁 剪 技 术 的 数 字 化 这 一 方 面 所 做 的 工 作 还 远 远 不 够, 还 没 有 一 个 成 型 的 产 品 同 样, 国 际 上 该 类 型 的 产 品 也 还 不 够 成 熟 截 止 到 2004 年 9 月, 根 据 笔 者 从 2004 年 上 海 国 际 服 装 机 械 展 销 会 了 解 到 的 信 息, 包 括 加 拿 大 的 派 特 (PAD) 系 统 和 法 国 的 力 克 (Lectra) 系 统 还 没 有 能 够 拿 出 一 个 成 型 的 基 于 立 体 裁 剪 技 术 的 板 型 设 计 模 块 这 一 状 况, 将 严 重 阻 碍 立 体 裁 剪 技 术 的 推 广 和 数 字 化 进 程 因 此, 从 事 这 一 方 面 的 研 究, 对 我 国 服 装 工 业 乃 至 世 界 服 装 工 业 的 发 展, 都 有 着 十 分 积 极 的 意 义 正 是 基 于 这 一 状 况, 本 课 题 将 进 行 各 种 三 维 人 体 建 模 方 法 的 探 索, 并 在 此 基 础 之 上 初 步 实 现 立 体 裁 剪 的 数 字 化 和 基 于 人 体 尺 寸 的 二 维 服 装 制 板.2 研 究 背 景.2. 国 内 外 的 研 究 状 况.2.. 国 内 的 相 关 软 件 系 统 我 国 服 装 CAD 系 统 的 开 发, 始 于 20 世 纪 80 年 代, 而 真 正 取 得 成 效 则 在 80 年 代 末 90 年 代 初 国 内 服 装 CAD 系 统 起 步 虽 晚, 但 在 近 年 来 有 了 长 足 的 进 步, 当 然 与 国 际 水 平 还 是 有 一 定 的 差 距 二 维 服 装 CAD 系 统 已 经 推 向 了 实 用 化, 并 且 已 经 有 了 很 多 成 熟 的 产 品, 技 术 已 经 趋 于 稳 定 [5] 平 面 样 板 设 计 放 码 排 料 等 技 术 已 经 相 当 成 熟, 在 一 定 程 度 上 已 经 接 近 了 国 外 的 同 类 产 品 目 前 国 内 的 服 装 CAD 系 统 主 要 有 杭 州 爱 科 电 脑 技 术 公 司 的 爱 科 (ECHO) 系 统 北 京 航 天 工 业 总 公 司 70 研 究 所 的 ARISA 系 统 北 京 太 阳 电 脑 公 司 的 日 升 服 装 CAD 系 统 香 港 富 仪 科 技 有 限 公 司 的 富 仪 (Richpeace) 系 统 纺 织 总 会 的 时 高 系 统 扬 格 科 技 的 扬 格 (YOUNG WOO) 服 装 智 能 设 计 系 统 等 此 外 有 一 些 高 校 也 投 入 了 该 方 面 产 品 的 研 究, 例 如 有 浙 江 大 学 的 智 能 服 装 CAD 设 计 及 面 料 设 计 系 统 西 安 电 子 科 技 大 学 对 2D GCAD 的 研 究 开 发 华 中 理 工 大 学 CAD 实 验 室 与 香 港 科 技 大 学 联 合 研 究 的 服 装 2D-3D 的 转 换 系 统 河 北 科 技 大 学 的 爱 丽 参 数 化 服 装 CAD 系 统 等 就 三 维 智 能 服 装 CAD 系 统 而 言, 国 内 的 研 发 可 以 说 刚 刚 起 步, 还 没 有 成 熟 的 产 品, 并 且 一 些 关 键 技 术 还 处 于 探 索 阶 段 当 然, 这 其 中 有 技 术 的 原 因, 也 和 我 国 服 装 制 造 业 中 长 期 以 来 依 赖 于 传 统 平 面 裁 剪 技 术 不 无

14 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 关 系, 即 观 念 的 因 素 目 前 国 内 投 入 这 方 面 研 究 的 商 业 机 构 和 高 校 也 已 经 不 在 少 数 比 如 浙 江 大 学 的 试 衣 镜 系 统, 不 过 该 系 统 着 重 的 是 计 算 机 的 三 维 试 衣, 对 于 三 维 样 片 的 打 制, 涉 及 不 多, 这 是 其 不 足 之 处 ; 中 原 工 学 院 的 李 勇 老 师 也 一 直 在 从 事 这 方 面 的 研 究, 并 开 发 出 了 相 关 的 产 品 ; 东 华 大 学 的 李 汝 勤 教 授 也 一 直 在 致 力 于 该 方 面 的 研 究, 并 有 相 关 的 产 品 推 出 当 然, 各 大 服 装 CAD 公 司 也 一 直 在 致 力 于 这 方 面 产 品 的 研 发.2..2 国 外 的 相 关 软 件 系 统 国 外 的 服 装 CAD 技 术 发 展 较 早 国 际 上 最 早 出 现 的 服 装 CAD 系 统 是 美 国 于 972 年 研 制 的 马 肯 (MARCON) 系 统 在 此 基 础 之 上, 美 国 的 格 伯 (GGT) 公 司 率 先 展 开 了 研 制, 并 率 先 研 制 出 了 一 系 列 的 服 装 CAD 产 品, 推 向 了 国 际 市 场 同 一 时 期, 率 先 展 开 研 制 的 公 司 还 有 法 国 的 力 克 (Lectral) 公 司 和 西 班 牙 的 艾 维 (Investronic) 公 司 当 时, 这 三 家 公 司 在 国 际 服 装 CAD 市 场 上 形 成 了 三 足 鼎 立 之 势 在 随 后 的 短 短 数 十 年 内, 约 有 十 几 个 国 家 几 十 套 系 统 问 世 目 前, 国 外 的 服 装 CAD 系 统 除 了 上 述 三 家 公 司 的 产 品 之 外, 德 国 的 爱 斯 特 (Assyst), 日 本 的 塔 瑞 (Toray) 瑞 士 的 阿 来 克 斯 (Alexis) 等 相 对 于 国 内 的 服 装 CAD 而 言, 国 外 的 服 装 CAD 产 品 在 技 术 方 面 更 加 成 熟 和 全 面 下 面 仅 以 加 拿 大 派 特 (PAD) 系 统 和 法 国 力 克 (Lectral) 系 统 为 例, 进 行 简 单 描 述. 派 特 (PAD) 系 统 以 2004 年 最 新 版 的 PAD 系 统 为 例 [6] 其 服 饰 设 计 系 统 包 含 了 服 装 款 式 设 计 面 料 设 计 图 案 编 辑 流 行 色 编 辑 等 强 大 功 能 ; 其 打 板 和 放 码 的 集 成 模 块 具 有 全 面 的 自 由 打 板 辅 助 线 设 计 打 板 原 型 打 板 以 及 结 构 线 智 能 打 板 等 各 种 打 板 功 能 ; 专 家 排 板 模 块 可 仿 手 工 排 板 电 脑 自 动 排 板 人 机 交 互 排 板 可 在 排 板 图 中 对 样 片 进 行 预 缩 水 处 理, 具 有 自 动 化 记 忆 功 能, 并 可 按 任 意 比 例 输 出 排 板 图 ; 三 维 立 体 试 衣 模 块 可 将 二 维 平 面 纸 样 转 化 为 三 维 立 体 纸 样, 可 瞬 间 预 知 样 板 缝 制 后 的 效 果, 逼 真 体 现 成 衣 的 立 体 造 型 三 维 人 体 模 型 的 性 别 年 龄 尺 寸 可 自 由 设 定, 从 而 实 现 度 身 定 做, 可 仿 真 各 种 面 料 背 景 灯 光 颜 色 的 调 节, 使 立 体 效 果 更 为 逼 真 [7] 2. 法 国 力 克 (Lectral) 系 统 除 了 具 备 和 PAD 系 统 类 似 的 功 能 之 外, 力 克 系 统 更 加 注 重 了 软 硬 件 之 间 的 集 成 从 三 维 人 体 测 量 系 统 到 : 的 出 图 系 统 以 及 自 动 化 的 裁 床 系 统, 使 得 CAD 技 术 和 CAM 技 术 更 加 完 美 的 结 合 力 克 系 统 对 面 料 的 效 果 的 模 拟 相 对 于 PAD 系 统 和 同 类 其 他 产 品 更 加 成 熟 但 是 从 以 上 两 种 产 品 来 看, 他 们 所 不 具 备 的 功 能 都 包 括 : 三 维 的 样 片 设 计 功 能, 以 及 从 三 维 的 样 片 设 计 系 统 到 二 维 样 板 之 间 的 映 射 功 能.2..3 相 关 理 论 的 研 究 状 况 对 于 三 维 智 能 服 装 CAD 的 开 发 过 程 所 涉 及 到 的 几 项 关 键 技 术, 就 其 在 国 内 外 的 研 究 状 况, 做 一 下 简 单 的 阐 述 人 体 模 型 的 建 立 这 是 三 维 智 能 服 装 CAD 研 发 中 最 基 本 的 技 术 计 算 机 人 体 建 模 技 术 发 展 到 现 在, 已 经 出 现 了 各 种 不 同 实 现 方 法 [8][9][0] 现 有 的 建 模 方 法 有 点 云 建 模 线 框 建 模 实 体 建 模 曲 面 建 模 以 及 物 理 建 模 点 云 建 模 就 是 将 测 量 得 到 的 点 云 数 据 在 虚 拟 的 三 维 空 间 中 以 点 的 形 式 显 示 出 来, 来 达 到 对 被 测 量 物 体 进 行 重 建 的 目 的 点 云 建 模 可 以 应 用 到 许 多 领 域, 例 如 制 造 业 逆 向 工 程 医 学 等, 但 是 由 于 点 云 模 型 无 法 很 好 的 模 拟 光 照 效 果 和 进 行 消 隐 处 理, 其 立 体 感 和 逼 真 程 度 较 差 线 框 建 模 是 采 用 点 直 线 圆 弧 样 条 曲 线 等 构 造 三 维 物 体 的 图 形 表 示 技 术 它 是 计 算 机 图 形 学 CAD/CAM 领 域 中 最 早 用 来 表 示 形 体 的 模 型, 并 且 至 今 仍 在 应 用 但 是 在 人 体 建 模 方 面, 该 方 法 已 经 落 后 了 实 体 建 模 技 术 是 20 世 纪 70 年 代 末 期 80 年 代 初 期 逐 渐 发 展 起 来 的 实 体 模 型 的 主 要 特 点 提 供 了 人 体 的 几 何 和 拓 扑 信 息, 克 服 了 线 框 模 型 的 二 义 性, 具 有 局 部 控 制 效 应, 并 可 以 实 现 人 体 的 消 隐, 进 行 真 实 感 图 像 的 生 成 但 此 模 型 的 数 据 量 大, 对 硬 件 的 要 求 比 较 高 曲 面 建 模 是 CAD 和 计 算 机 图 形 学 最 活 跃 最 关 键 的 学 科 分 支 之 一 它 主 要 研 究 具 有 一 定 光 滑 程 度 的 曲 面 外 形 的 数 学 描 述 曲 面 模 型 能 提 供 三 维 人 体 的 表 面 信 息, 并 进 行 隐 藏 线 消 除 和 真 实 感 三 维 人 体 模 型 显 示 但 曲 面 模 型 方 法 也 存 在 着 缺 陷, 由 于 没 有 明 确 定 义 三 维 人 体 的 实 心 部 分, 因 此 曲 面 建 模 方 法 不 能 进 行 剖 面 操 作

15 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 尽 管 传 统 的 建 模 技 术 对 人 体 的 几 何 信 息 和 拓 扑 关 系 描 述 的 很 完 整, 但 对 于 人 体 动 态 建 模 仍 有 一 定 的 局 限 性 由 于 人 体 的 关 节 运 动 和 肌 肉 收 缩 是 人 体 本 身 所 具 有 的 物 理 特 性, 为 使 三 维 人 体 动 画 仿 真 效 果 更 佳,987 年, A.H.Barr 在 SIGGRAPH 87 上 提 出 了 基 于 物 理 特 性 的 建 模 (Physically-Based Modelling) 思 想, 将 物 体 的 物 理 特 性 加 入 到 其 几 何 模 型 中, 通 过 数 值 计 算 对 其 进 行 仿 真, 物 体 的 行 为 则 在 仿 真 过 程 中 自 动 确 定 目 前, 该 方 法 是 较 新 的 建 模 方 法 三 维 虚 拟 环 境 中 交 互 技 术 正 如 前 面 所 述, 交 互 性 是 虚 拟 现 实 的 一 个 基 本 特 征 并 且, 作 为 CAD 类 软 件, 提 供 一 个 良 好 的 交 互 性, 是 必 须 的 实 现 三 维 虚 拟 环 境 中 的 人 机 交 互 技 术 是 新 一 代 ( 第 四 代 ) 人 机 交 互 技 术 的 四 个 基 本 特 征 之 一 [] 大 型 虚 拟 环 境 和 科 学 可 视 化 系 统, 均 需 构 造 三 维 交 互 环 境 [2][3] 为 了 实 现 三 维 环 境 下 服 装 结 构 线 的 绘 制, 其 首 要 的 基 本 技 术 就 是 要 能 够 快 速 准 确 的 在 人 体 上 选 取 控 制 点 [4] 东 华 大 学 的 陆 永 良 同 志 提 出 了 利 用 三 维 空 间 交 互 球 作 为 三 维 输 入 设 备, 在 虚 拟 人 体 上 进 行 交 互 的 控 制 点 选 取 的 办 法 它 能 将 微 小 的 手 指 的 压 力 转 换 成 X Y Z 方 向 的 平 移 和 旋 转 量, 同 时 实 时 的 移 动 3D 图 像, 这 样 它 就 对 图 形 模 型 进 行 了 直 观 的 6 个 自 由 度 的 交 互 从 而, 很 好 的 实 现 了 三 维 的 交 互, 并 实 现 了 服 装 结 构 [5] 线 的 绘 制 中 山 大 学 计 算 机 应 用 研 究 所 的 聂 卉 博 士 针 对 三 维 虚 拟 环 境 中 衣 片 的 交 互 缝 制 问 题, 提 出 了 基 于 正 则 栅 格 法 思 想 的 四 边 域 网 格 剖 分 算 法 界 定 了 对 位 缝 合 和 褶 皱 缝 合 的 新 概 念, 通 过 相 应 的 边 界 调 整 方 案 解 决 了 复 杂 服 装 的 缝 制 问 题 三 维 样 片 到 二 维 样 板 的 转 换 技 术 通 过 在 三 维 环 境 中 交 互 绘 制 可 以 得 到 三 维 的 服 装 衣 片, 但 要 投 入 生 产, 就 需 要 把 三 维 的 样 片 转 换 成 二 维 的 服 装 样 板 这 就 涉 及 到 了 三 维 样 片 到 二 维 样 板 的 转 换 技 术 在 三 维 样 片 转 换 到 二 维 样 板 的 过 程 中 要 满 足 面 积 近 似 相 等, 边 界 线 应 相 互 对 应, 且 长 度 应 基 本 保 持 相 等, 关 键 点 的 位 置 应 相 互 对 应 [6] 针 对 这 一 问 题, 北 京 航 空 航 天 大 学 的 翟 红 英 硕 士 提 出 了 利 用 三 维 样 片 和 二 维 样 板 的 对 应 关 系, 对 关 键 点 进 行 三 角 化, 并 利 用 散 乱 插 值 技 术, 求 出 二 三 维 样 片 之 间 相 互 对 应 的 中 间 点, 进 而 完 成 映 射 的 方 法 [7] 浙 江 工 程 学 院 服 装 与 艺 术 设 计 学 院 的 李 旭 博 士 提 出 了 利 用 二 次 展 开 技 术 来 实 现 衣 片 映 射 的 方 法 他 在 文 中 提 到 三 维 人 台 和 三 维 服 装 的 造 型, 归 根 到 底 可 以 由 二 种 曲 面 : 平 滑 曲 面 和 中 凸 曲 面 组 合 而 成 而 三 维 样 片 的 展 平, 可 以 在 保 留 复 杂 部 分 的 前 提 下 用 可 展 曲 面 逼 近 并 进 行 第 一 次 展 开, 然 后 再 对 复 杂 部 分 的 曲 面 进 行 第 二 次 展 平, 相 继 产 生 省 道 部 分 本 课 题 采 用 了 根 据 三 维 人 体 的 关 键 的 部 位 的 尺 寸, 来 以 参 数 化 的 形 式 来 生 成 服 装 二 维 样 板 的 方 法 该 方 法 建 立 在 成 熟 的 比 例 制 板 的 技 术 基 础 之 上, 生 成 的 二 维 样 板 的 尺 寸 的 准 确 性 和 保 形 性 等 方 面, 都 有 着 比 直 接 通 过 映 射 的 方 法 来 得 到 样 板 更 好 的 性 能, 并 且, 可 以 参 照 对 应 的 三 维 样 片 对 二 维 样 板 进 行 校 正.3 本 论 文 的 研 究 目 的 和 意 义.3. 研 究 目 的 本 课 题 的 研 究 目 的 是 : 在 虚 拟 三 维 环 境 中, 进 行 各 种 人 体 建 模 方 法 的 探 索 ; 在 此 基 础 上, 实 现 三 维 样 片 的 结 构 线 设 计 和 基 于 人 体 尺 寸 参 数 的 二 维 服 装 制 板.3.2 研 究 意 义. 通 过 本 课 题 的 研 究, 丰 富 三 维 智 能 服 装 CAD 的 研 发 手 段 课 题 中 的 各 种 技 术 实 现 手 段, 对 同 类 产 品 的 开 发 起 到 了 很 好 的 借 鉴 作 用 2. 通 过 实 现 三 维 样 片 的 绘 制, 促 进 了 立 体 裁 剪 技 术 的 数 字 化, 和 平 面 的 CAD 制 板 技 术 相 配 合, 可 以 更 好 的 进 行 服 装 样 板 的 设 计 3. 同 国 外 相 比, 我 们 服 装 工 业 中 的 数 字 化 进 程 还 有 很 大 差 距, 通 过 进 行 这 一 方 面 的 研 究, 可 以 加 速 我 国 服 装 工 业 的 数 字 化 进 程 第 二 章 系 统 的 架 构 设 计 该 系 统 是 在 WINDOW 2000 Pro 平 台 上, 采 用 VC.NET 开 发 工 具 进 行 开 发 的 本 章 将 从 总 体 上 描 述 本 系 统 的 架 构 设 计 对 于 系 统 架 构 的 描 述, 我 们 将 统 一 采 用 UML 统 一 建 模 语 言 [8][9][20] 并 且, 后 续 几 章 中, 我

16 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 们 也 将 主 要 采 用 该 语 言 来 对 系 统 开 发 过 程 中 所 涉 及 到 的 类 对 象 以 及 各 种 类 及 对 象 之 间 的 关 系 进 行 描 述 因 为 该 语 言 已 经 作 为 一 个 标 准, 成 为 了 世 界 通 用 的 建 模 语 言 2. 硬 件 配 置 计 算 机 打 印 机 图 2- 硬 件 系 统 配 置 图 系 统 所 涉 及 的 硬 件 由 图 2- 所 示 的 两 部 分 组 成 由 于 本 系 统 的 大 部 分 功 能 针 对 三 维 实 体 进 行 操 作, 对 显 卡 的 要 求 比 较 高 同 时, 系 统 的 运 行 过 程 中, 将 涉 及 大 量 的 矩 阵 运 算 和 乘 除 运 算, 这 一 特 点 也 就 决 定 了, 本 系 统 对 处 理 器 的 要 求 也 是 比 较 高 的 本 系 统 在 开 发 开 发 过 程 中, 所 使 用 计 算 机 及 打 印 机 的 配 置 如 表 : 表 2- 计 算 机 和 打 印 机 的 配 置 参 数 处 理 器 内 存 硬 盘 显 示 器 打 印 机 Pentinm4 2.4G 256M 40G 7`` VGA Laser Jet 6L Pro.2 系 统 的 软 件 结 构 My3D-CAD.exe gllight.dll class: CLight glcamera.dll class: CCameral glmaterial.dll class: CMaterial glread3ds.dll class: C3DSObject C3DSObjList C3DSReader glbody.dll class: CBody GDIPattern.dll class: CEntity2D CCtrlVertex2D CCtrlBorder2D CPattern Gdi32.dll 图 2-2 软 件 系 统 组 件 图 glmath.dll class: CPoint3D CVector3D CMatrix3D glentity.dll class: CEntity CCtrlVertex CCtrlBorder CCtrlPatch CCtrlPatchList 本 系 统 的 程 序 设 计 方 法 采 用 的 是 当 前 程 序 设 计 方 法 的 主 流 面 向 对 象 程 序 设 计 (OOP) [2][22] OOP 技 术 的 主 要 特 征 在 于 三 个 方 面, 即 函 数 的 重 载 数 据 的 封 装 和 类 的 继 承 由 于 本 系 统 的 复 杂 性, 所 涉 及 的 类 比 较 多, 并 且 类 之 间 的 关 系 也 比 较 复 杂, 为 了 更 好 地 组 织 各 种 数 据 结 构, 更 好 地 对 各 个 类 的 功 能 予 以 封 装, 本 系 统 采 取 了 一 个 可 执 行 文 件 (.exe 文 件 ) 附 加 多 个 动 态 链 接 库 (DLL) 的 组 成 方 案 [23] 类 是 软 件 设 计 的 模 块, 而 DLL 库 是 软 件 运 行 时 的 模 块, 一 个 DLL 库 可 以 输 出 实 现 类 似 功 能 的 一 组 类 通 常 的 做 法 是 把 一 些 功 能 相 对 集 中 可 重 复 利 用 率 高 的 类 和 函 数 集 中 于 一 个 动 态 链 接 库 中, 执 行 程 序 在 运 行 时 根 据 需 要 动 态 的 调 用 这 些 DLL 库 中 输 出 的 类 和 函 数 整 个 应 用 程 序 由 My3D-CAD.exe 和 八 个 动 态 链 接 库 组 成, 即 gllight.dll glcamera.dll glmaterial.dll glread3ds.dll glbody.dll GDIPattern.dll glentity.dll 和 glmath.dll 图 2-2 显 示 了 这 些 软 件 模 块 相 互 之 间 的 调 用 关 系 第 三 章 人 体 建 模 及 参 数 化 修 改 开 发 三 维 的 服 装 CAD 系 统 最 基 础 的 一 个 工 作 就 是 三 维 人 体 模 型 的 建 立 [28] 在 现 有 的 同 类 产 品 中, 对 于 人 体

17 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 模 型 的 取 得, 存 在 以 下 两 种 途 径 : 通 过 三 坐 标 测 量 仪 ( 或 同 类 其 他 设 备 ) 测 得 人 体 的 三 维 数 据, 并 利 用 Bezier 曲 面 或 B 样 条 曲 面 及 其 他 相 关 的 曲 面 拟 合 技 术 进 行 人 体 的 拟 合 [29] 2 利 用 第 三 方 机 构 提 供 的 人 体 模 型 库 [30][3] 这 两 种 方 法, 在 本 论 文 中, 分 别 称 为 测 量 重 建 法 和 3DS 导 入 法, 各 有 着 其 各 自 的 特 点 和 应 用 范 围 结 合 系 统 的 不 同 功 能 应 该 选 取 不 同 的 建 模 方 法 下 面 将 分 别 对 这 两 种 建 模 技 术 进 行 详 细 的 讨 论 3. 基 于 测 量 重 建 法 的 人 体 建 模 基 于 该 方 法 的 人 体 建 模 过 程, 可 以 用 图 3- 所 示 的 UML 活 动 图 来 描 述, 对 该 活 动 图 中 所 涉 及 的 每 一 个 步 骤, 将 利 用 本 章 各 小 节 进 行 详 细 的 阐 述 三 维 量 体 人 体 数 据 文 件 数 据 插 值 细 化 点 云 模 型 线 框 模 型 曲 面 模 型 是 否 修 改 YES 修 改 人 体 尺 寸 图 3- 测 量 重 建 法 的 活 动 图 表 示 3.2 人 体 模 型 的 参 数 化 修 改 为 了 实 现 不 同 号 型 的 人 体 模 型 的 建 模, 我 们 在 已 有 的 人 体 模 型 的 基 础 上, 通 过 设 立 关 键 部 位, 来 实 现 参 数 化 控 制 人 体 模 型 的 大 小 根 据 服 装 结 构 和 人 体 工 程 学 的 相 关 知 识 [38], 我 们 选 定 了 7 个 关 键 部 位 的 尺 寸 作 为 控 制 尺 寸 这 七 个 关 键 部 位 分 别 是 颈 围 (N) 总 肩 宽 (S) 胸 围 (B) 腰 围 (W) 臀 围 (H) 背 长 (BL) 臀 高 (HL) 通 过 控 制 这 七 个 关 键 尺 寸 的 大 小, 来 控 制 人 体 模 型 的 尺 寸 具 体 的 实 现 流 程 可 以 用 图 3-2 来 表 示

18 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 输 入 七 个 关 键 部 位 尺 寸 (N,S,B,W,H,BL,HL) 计 算 关 键 尺 寸 的 变 化 比 例 r0=n/n0,r=s/s0,r2=b/b0,r3=w/w0,r4=h/h0,r5=bl/bl0,r6=hl/hl0 插 值 求 出 人 体 8 个 横 截 面 横 纵 两 个 方 向 上 的 变 化 比 例 RW[i], RL[i], i=0,,,7 修 改 人 体 数 据 BodySource[i][j][0]=BodySource[i][j][0]*RW[i] BodySource[i][j][]=BodySource[i][j][]*RL[i] BodySource[i][j][2]=BodySource[i][j][2]*RW[i] 图 3-2 参 数 化 修 改 人 体 模 型 的 UML 活 动 图 3.3 人 体 建 模 过 程 的 UML 类 图 表 示 为 配 合 该 功 能 的 实 现, 特 组 织 了 类 CBody 来 组 织 人 体 的 数 据 结 构 和 人 体 的 重 绘 操 作, 如 图 3-3 所 示 CMy3DCADView OnDraw() CMy3DCADDoc +m_body : CBody +...() CBody -BodySource[8][3][3] : float -BodyTemp[8][97][3] : float -BodyTemp[86][97][3] : float -ctrlpoints[2][2][3] : float -N0,S0,B0,W0,H0,BL0,HL0 : float -N,S,B,W,H,BL,HL : float -RW[8],RL[8] : float -m_bodycolor : CVector3D +DrawGL() +init_surface() +data_subdivision() +SetBodySize() +GetBodySize() +SetBodySize0() +GetBodySize0() +CacuRation() +SetBodyColor() +Lagrange() : float

19 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 图 3-3 人 体 建 模 过 程 的 UML 类 图 3.4 通 过 读 取 3DS 文 件 建 立 人 体 模 型 基 于 测 量 重 建 法 的 人 体 建 模, 其 最 大 的 优 点 就 是 人 体 尺 寸 的 精 确 性 和 可 控 制 性 然 而, 测 量 重 建 法 也 同 样 存 在 着 不 足 : 用 人 台 来 代 替 人 体, 在 服 装 结 构 设 计 上, 还 是 可 行 的, 但 是, 由 于 人 台 的 动 作 姿 势 单 一 缺 少 面 部 表 情 和 手 脚 等 人 体 部 位 的 表 达 等 特 点, 在 某 些 方 面 人 台 还 是 无 法 取 代 人 体 的, 比 如, 在 虚 拟 现 实 中 的 服 装 的 舞 台 展 示 动 态 的 服 装 试 衣 等 方 面 庆 幸 的 是, 现 在 有 大 量 的 三 维 人 体 库 可 以 提 供 各 种 姿 态 动 作 以 及 逼 真 的 面 部 表 情 的 三 维 人 体 模 型 所 以, 在 本 课 题 中, 我 们 设 计 了 一 个 面 向 3DS 文 件 的 接 口, 以 便 读 入 3DS 格 式 的 人 体 模 型 [40][4[42][43] 本 课 题 中 使 用 的 人 体 模 型 来 自 于 MetaCreation 公 司 Curious labs 工 作 室 在 Pose 软 件 中 提 供 的 人 体 库 [44] Pose 是 该 公 司 推 出 的 一 款 三 维 动 物 人 体 造 型 和 三 维 人 体 动 画 制 作 的 软 件 Pose 最 初 的 用 途 是 为 描 述 一 个 人 体 的 形 象 提 供 快 速 而 准 确 的 参 考 模 型 Pose 还 具 有 很 强 的 信 息 交 互 能 力, 可 以 读 取 DXF 3DS OBJ TIF 等 文 件, 所 以 Pose 可 以 与 任 何 输 出 为 以 上 文 件 的 应 用 程 序 进 行 信 息 交 互, 如 3D Studio Photoshop 等 3DS 导 入 法 通 过 将 Pose 人 体 库 中 的 人 体 模 型 转 存 为 3DS 文 件, 然 后 通 过 分 析 3DS 文 件 的 文 件 结 构, 进 行 文 件 的 读 取, 根 据 读 取 的 三 坐 标 信 息 进 行 三 维 人 体 的 重 建 而 最 终 形 成 人 体 模 型 的 第 四 章 虚 拟 现 实 环 境 的 搭 建 技 术 利 用 OpenGL SDK 搭 建 一 个 简 单 的 虚 拟 现 实 环 境, 使 得 用 户 可 以 从 多 个 角 度 来 观 察 三 维 模 型, 并 且 辅 助 以 颜 色 灯 光 以 及 材 质 的 设 计, 可 以 使 模 型 以 更 加 丰 富 的 表 现 效 果 展 现 给 用 户 本 章 我 们 将 就 本 软 件 开 发 过 程 中 所 涉 及 的 坐 标 变 换 理 论 灯 光 效 果 的 设 计 以 及 材 质 的 设 计 分 别 进 行 详 细 的 阐 述 4. 坐 标 变 换 的 设 计 及 实 现 4.2 虚 拟 环 境 中 灯 光 材 质 的 设 计 4.2. 光 照 效 果 的 程 序 实 现 本 系 统 提 供 了 两 个 类 Clight 和 CMaterial, 来 管 理 光 照 效 果 的 计 算 [53][54] CMy3DCADView RenderScene() : bool CMy3DCADDoc -m_light[5] : CLight* -m_material : CMaterial +...() CLight -ambient : CVector3D -diffuse : CVector3D -specular : CVector3D -position : CVector3D -spot_direction : CVector3D -spot_exponent : float -spot_cutoff : float -lin_att : float -con_att : float -qua_att : float +init() CMaterial -ambient[4] : float -diffuse[4] : float -specular[4] : float -shininess_strength : float -shininess : float -self_illum : float +init() 图 4- 光 照 效 果 的 程 序 设 计 的 类 图

20 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 在 本 系 统 中, 人 体 的 周 围, 一 共 放 置 了 前 后 左 右 顶 共 五 盏 灯, 来 控 制 虚 拟 环 境 的 光 照 并 设 计 了 相 应 的 对 话 框, 来 控 制 每 一 盏 灯 的 开 关 和 灯 光 的 性 质 这 样 就 为 本 软 件 的 用 户 提 供 了 非 常 好 的 控 制 虚 拟 环 境 中 灯 光 效 果 的 接 口 A B C D E 图 4-2 不 同 灯 光 效 果 下 的 人 体 模 型 A: 没 有 任 何 灯 光 的 效 果 B: 开 前 灯 的 效 果 C: 开 左 灯 的 效 果 D: 开 右 灯 的 效 果 E: 开 顶 灯 的 效 果 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 本 章 中, 详 细 阐 述 了 如 何 在 三 维 的 虚 拟 空 间 利 用 鼠 标 和 OpenGL 的 选 择 与 反 馈 机 制, 交 互 的 选 取 人 体 模 型 上 的 点, 用 辅 助 以 一 系 列 相 关 的 数 据 结 构 三 维 样 片 的 控 制 点 控 制 边 衣 片 等, 来 完 成 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 并 且, 可 以 对 绘 制 好 的 结 构 线 进 行 选 取 移 动 删 除 等 操 作 并 在 此 基 础 之 上, 通 过 实 时 地 显 示 所 选 中 的 结 构 线 的 长 度, 来 完 成 虚 拟 三 维 环 境 中 的 人 体 测 量, 这 一 功 能, 可 以 和 参 数 化 的 二 维 样 板 相 互 配 合, 来 完 成 对 二 维 样 板 的 校 正 5. 交 互 绘 制 三 维 样 片 结 构 线 功 能 的 实 现 5.. 数 据 结 构 的 说 明 及 类 图 为 配 合 该 功 能 的 实 现, 特 组 织 了 五 个 类 来 表 示 三 维 样 片 的 数 据 结 构, 如 图 5- 所 示

21 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 CEntity -m_beselected : bool -m_bevisible : bool +...() * CMy3DCADView +DrawPatches() : bool CMy3DCADDoc -m_patchlist : CCtrlPatchList CCtrlVertex -m_3dpoint : CPoint3D +DrawGL() * CCtrlBorder -NumberVertexes : int -Vertexes[00] : CCtrlVertex* -m_length : float -MaxNumber : int -m_borderkind : int +Add(CCtrlVertex* _Vertex)() +DrawGL() +GetNumVertexes() : int +RemoveAllVertexes() +Init() CCtrlPatchList -Patches[00] : CCtrlPatch* -NumberPatches : int -MaxNumber : int +Add(CCtrlPatch* _Patch)() +DrawGL() +GetNumPatches() : int +RemoveAllPatches() +Init() CCtrlPatch -borders[00] : CCtrlBorder* -NumberBorders : int -MaxNumber : int +Add(CCtrlBorder* _Border)() +DrawGL() +GetNumBorders() : int +RemoveAllBorders() +Init() * 图 5- 三 维 样 片 交 互 绘 制 功 能 的 类 图 以 上 几 个 实 体 类 相 互 配 合, 辅 助 以 一 定 的 规 则, 可 以 完 成 三 维 样 片 的 绘 制, 绘 制 的 规 则, 可 以 用 UML 活 动 图 简 单 表 示 如 下 : 新 建 衣 片 新 建 控 制 边 新 增 控 制 点 完 成 一 条 控 制 边 的 绘 制? NO 重 新 增 加 一 条 控 制 边? YES 完 成 衣 片 图 5-2 三 维 样 片 绘 制 的 活 动 图 5..2 Hermite 曲 线 的 数 学 模 型

22 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 常 用 的 拟 合 曲 线 的 方 法 分 为 插 值 曲 线 和 逼 近 曲 线 两 种 常 用 的 插 值 曲 线 有 抛 物 样 条 曲 线 和 三 次 插 值 样 条 曲 线 (Hermite 曲 线 ) 常 用 的 逼 近 曲 线 有 Bezier 曲 线 B 样 条 曲 线 等 所 谓 拟 合 曲 线 是 指 在 曲 线 设 计 过 程 中, 用 插 值 或 逼 近 的 方 法 使 得 生 成 的 曲 线 达 到 某 些 要 求, 如 在 允 许 的 范 围 内 贴 近 原 始 的 型 值 点 或 控 制 点 序 列 ; 如 曲 线 看 上 去 要 光 滑 圆 顺 等 Bezier 曲 线 和 B 样 条 曲 线 具 有 直 观 和 凸 包 性 等 优 点, 但 是 它 们 一 般 不 通 过 给 定 的 特 征 多 边 形, 因 此, 他 们 主 要 用 于 自 由 型 曲 线 的 设 计 而 在 三 维 样 片 结 构 线 的 绘 制 过 程 中, 我 们 是 采 用 选 取 人 体 模 型 上 的 点, 进 而 以 这 些 选 定 的 点 为 基 础, 再 生 成 曲 线 的 办 法 虽 然, 利 用 反 算 控 制 点 的 办 法, 也 可 以 间 接 达 到 使 得 逼 近 曲 线 通 过 选 定 点 的 目 的, 但 是 这 样 的 话, 未 免 有 南 辕 北 辙 之 嫌 所 以, 本 课 题 三 维 曲 线 的 绘 制 采 用 了 三 次 插 值 样 条 曲 线, 即 Hermite 曲 线 Hermite 的 曲 线 在 每 段 曲 线 的 连 接 出 达 到 了 C 2 连 续, 完 全 可 以 符 合 课 题 的 需 要 [55] 人 体 数 据 的 插 值 细 化 一 节, 也 同 样 采 用 了 三 次 样 条 插 值 的 方 法, 所 以 Hermite 曲 线 数 学 模 型 请 参 见 第 三 章 关 于 三 次 样 条 插 值 的 方 法 的 阐 述 图 5-3 的 人 体 模 型 表 面 绘 制 三 维 样 片 结 构 线 的 软 件 截 图 图 5-3 人 体 三 维 样 片 的 绘 制 5.2 结 构 线 的 交 互 修 改 的 功 能 的 实 现 对 结 构 线 进 行 修 改 的 第 一 步 就 是 结 构 线 及 其 控 制 点 的 选 择 本 课 题 中, 三 维 实 体 的 拾 取 功 能, 是 借 助 于 OpenGL 的 选 择 机 制 来 实 现 的 [56][57] 5.2. 拾 取 功 能 的 实 现 OpenGL 提 供 了 三 种 操 作 模 式 : 渲 染 模 式 (Render Mode) 选 择 模 式 (Selection Mode) 和 反 馈 模 式 (Feedback Mode) 渲 染 模 式 是 OpenGL 的 默 认 模 式, 正 常 的 图 形 绘 制 是 在 渲 染 模 式 下 实 现 的, 拾 取 功 能 的 实 现 是 建 立 在 选 择 模 式 所 提 供 的 选 择 机 制 之 上 关 于 本 功 能 的 实 现 请 参 见 图 5-4 的 活 动 图 和 附 录 的 代 码 片 断 5.

23 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 创 建 选 择 缓 存 区 glselectbuffer(); 切 换 进 入 选 择 模 式 glrendermode(gl_selection); 创 建 并 初 始 化 命 名 堆 栈 glinitname(); glpushname(); 命 名 并 绘 制 场 景 glpushname(); glbegin();... glend(); 切 换 进 入 渲 染 模 式 处 理 选 择 缓 存 区 中 的 拾 取 记 录 int hits=glrendermode(gl_render); 图 5-4 实 现 实 体 拾 取 功 能 的 UML 活 动 图 修 改 所 绘 制 的 结 构 线 对 结 构 线 的 位 置 的 修 改, 是 通 过 对 结 构 线 上 的 型 值 点 坐 标 的 修 改 而 实 现 的 具 体 的 实 现 思 路 用 UML 活 动 图 描 述 如 下 : 选 取 目 标 结 构 线 上 的 型 值 点 修 改 选 中 的 型 值 点 坐 标 到 合 适 的 位 置 重 画 该 控 制 线 图 5-5 实 现 结 构 线 位 置 修 改 功 能 的 UML 活 动 图 5.3 自 动 量 体 功 能 的 实 现 我 们 可 以 根 据 服 装 制 板 的 需 要, 测 量 人 体 表 面 任 意 两 点 之 间 沿 任 何 路 径 的 距 离 这 样, 就 可 以 根 据 这 一 功 能 [58], 来 调 整 二 维 服 装 样 板 中 所 对 应 的 服 装 结 构 线, 来 达 到 对 二 维 样 板 的 校 正 对 于 由 n 个 点 所 组 成 的 直 线 段 的 长 度, 就 等 于 这 n 个 点 中, 每 相 邻 两 点 的 欧 氏 距 离 之 和 即 n 2 i= 0 d = p i p i ( 式 5.) +

24 第 五 章 三 维 空 间 中 服 装 结 构 线 的 交 互 绘 制 技 术 曲 线 也 是 由 该 曲 线 上 的 大 量 的 点 所 连 接 而 成 直 线 段 拼 合 而 成 的 所 以, 对 于 由 n 个 型 值 点 所 决 定 的 曲 线 的 长 度, 可 以 通 过 累 加 每 相 邻 两 个 节 点 间 所 插 值 出 的 每 个 微 小 线 段 的 长 度, 进 而 得 到 该 曲 线 的 长 度 具 体 的 实 现 过 程 请 参 见 图 5-7 和 附 录 的 代 码 片 断 5.4 确 定 测 量 部 位 沿 体 表 连 线 测 定 连 线 长 度 图 5-6 实 现 自 动 量 体 功 能 的 UML 活 动 图

25 第 六 章 参 数 化 生 成 二 维 服 装 样 板 现 在, 二 维 服 装 样 板 的 制 作 技 术, 基 本 上 分 为 两 种 : 原 型 法 和 比 例 法 原 型 法 是 先 根 据 要 打 制 的 样 板 的 尺 寸, 选 择 合 适 的 原 型 纸 样, 然 后 在 原 型 纸 样 的 基 础 上, 进 行 修 改, 最 后 得 到 所 要 的 样 板 而 比 例 法 则 是 建 立 在 一 套 完 整 的 理 论 公 式 的 基 础 之 上 的 样 板 打 制 方 法, 这 些 公 式 利 用 数 值 方 法 表 示 出 了 样 板 的 各 个 坐 标 点 和 人 体 几 个 关 键 部 位 尺 寸 的 比 例 关 系 利 用 这 些 公 式, 可 以 确 定 绘 制 样 板 所 需 要 的 所 有 型 值 点, 然 后 根 据 不 同 的 要 求, 利 用 直 线 或 曲 线 依 次 连 接 这 些 型 值 点, 就 会 得 到 我 们 所 需 要 的 样 板 本 系 统 的 二 维 服 装 样 板 系 统 就 是 基 于 比 例 打 板 法 而 设 计 的 6. 参 数 化 绘 制 二 维 服 装 样 板 6.. 参 数 化 CAD 制 板 的 基 本 原 理 该 参 数 化 样 板 绘 制 系 统 的 功 能 实 现 流 程, 可 以 简 单 用 下 面 的 UML 活 动 图 表 示 选 择 人 体 尺 寸 选 择 要 绘 制 样 板 的 类 型 生 成 样 板 图 6- 功 能 实 现 活 动 图 其 中, 每 一 组 人 体 尺 寸 都 对 应 系 统 中 的 一 个 人 体 模 型 本 节 中 我 们 以 表 6- 所 示 的 6 0 / 8 4 A 女 子 标 准 体 的 基 本 尺 寸 为 依 据 进 行 样 板 的 打 制 表 / 8 4 A 女 子 标 准 体 尺 寸 表 ( 单 位 : C M ) 部 位 颈 围 (N) 总 肩 宽 (S) 胸 围 (B) 腰 围 (W) 臀 围 (H) 背 长 (BL) 臀 高 (HL) 尺 寸 由 比 例 法 制 板 的 原 理 我 们 可 以 知 道, 由 表 6 - 这 七 种 控 制 尺 寸, 就 可 以 根 据 不 同 的 经 验 公 式, 计 算 并 确 定 各 个 样 板 中 各 个 型 值 点 的 坐 标, 然 后 根 据 一 定 的 规 则 连 接 各 个 型 值 点 就 可 以 得 到 参 数 化 的 二 维 样 板 了 系 统 可 以 建 立 多 套 款 式 的 绘 制 规 则, 每 一 套 款 式 的 绘 制 规 则, 都 对 应 于 一 套 固 定 的 经 验 公 式, 用 户 只 需 选 择 一 种 想 要 的 款 式, 然 后 系 统 就 可 以 根 据 用 户 的 选 择, 结 合 具 体 的 规 则 库, 生 成 符 合 用 户 所 要 求 的 样 板 当 然, 对 于 不 满 足 用 户 要 求 的 地 方, 用 户 可 以 在 样 板 上 进 行 必 要 的 修 改 最 终, 就 可 以 生 成 符 合 生 产 要 求 的 工 业 样 板 [59][60][6], 这 就 是 参 数 化 服 装 CAD 的 基 本 原 理 6..2 比 例 法 绘 制 服 装 样 板 这 里, 我 们 选 取 了 一 种 简 单 的 款 式 女 士 无 袖 连 衣 裙, 做 为 示 范 表 6-2 女 士 无 袖 连 衣 裙 成 衣 尺 寸 表 ( 单 位 : C M ) 部 位 颈 围 (N) 总 肩 宽 (S) 胸 围 (B) 腰 围 (W) 臀 围 (H) 背 长 (BL) 臀 高 (HL) 裙 长 (L) 尺 寸 根 据 比 例 法 制 图 的 规 则, 根 据 表 6-2 所 给 出 的 成 衣 控 制 尺 寸, 和 表 6-3 给 出 的 样 本 各 部 位 的 计 算 公 式 [62][63],

26 便 可 用 比 例 制 板 法 做 出 女 士 无 袖 连 衣 裙 的 样 板 如 图 6-2 所 示 图 6-2 女 士 无 袖 连 衣 裙 样 板 表 6-3 样 板 各 部 位 计 算 公 式 表 ( 单 位 :CM) 部 位 名 称 计 算 公 式 部 位 名 称 计 算 公 式 裙 长 BL+HL+8 袖 窿 深 2 B 腰 围 线 位 置 BL 臀 围 线 位 置 腰 围 线 下 HL 前 领 宽 前 领 深 前 肩 斜 前 肩 宽 前 胸 围 前 腰 围 前 臀 围 前 裙 摆 前 侧 缝 撇 量 前 省 量 2N 后 领 宽 B 后 领 深 3 6 后 肩 斜 5 S B W 前 省 量 4 H H H - W 4 b = ( ) 4 9 H - W 5 a = ( ) 4 9 后 肩 宽 后 胸 围 后 胸 围 后 臀 围 后 裙 摆 后 侧 缝 撇 量 后 省 量 2N S 2 B W 4 H H H - W c = ( ) 4 H - W d = ( ) 前 省 量

27 前 上 省 尖 位 置 胸 围 线 下 3 后 上 省 尖 位 置 胸 围 线 上 2 前 下 省 尖 位 置 臀 围 线 上 5 后 下 省 尖 位 置 臀 围 线 上 3 底 摆 起 翘 量 该 二 维 样 板 绘 制 模 块 是 在 WINDOWS 利 用 GDI 进 行 绘 图 的,GDI 默 认 的 坐 标 映 射 方 式 是 MM_TEXT 单 位 是 象 素 如 果 使 用 该 默 认 的 坐 标 映 射, 会 造 成 象 素 到 厘 米 之 间 的 比 例 关 系 会 随 着 显 示 设 备 分 辨 率 的 不 同 而 发 生 变 化, 不 利 于 系 统 准 确 把 握 线 条 的 长 度 所 以, 我 们 在 这 里 选 择 了 MM_LOMETRIC 做 为 系 统 的 坐 标 映 射 方 式, 其 单 位 是 0.CM. 坐 标 轴 的 方 向 是 X 轴 水 平 向 左,Y 轴 水 平 向 上 在 我 们 选 定 的 MM_LOMETRIC 坐 标 系 下, 我 们 可 以 求 得 样 板 上 各 个 控 制 点 的 坐 标 值, 如 表 6-4 所 示 表 6-4 样 板 型 值 点 坐 标 ( 单 位 :CM) (X,-Y) (X,-Y) P 0 (0, 3) P 3 P P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 0 P P 2 2 ( N ,.3) 0 2 ( 0.2( S ( N 0.3)),4.9) 2 0 P 4 S P 5 2 ( 0.77( B 0.5), B ( B 0.5)) ( B 0.5, B + 3) 4 0 ( W d, BL) 4 ( H 0.5, BL + HL) 4 ( H , L ) 4 ( 0, L ) 2 (( W d) / 2, B + ) 4 0 d (( W d) / 2, BL) 4 2 d (( W d) / 2 +, BL) 4 2 (( W d) / 2, BL + HL 3) 4 ( 注 : k 为 前 中 线 在 图 6-2 中 的 横 坐 标 值 ) 6.. 数 据 结 构 的 说 明 及 类 图 P 6 P 7 P 8 P 9 P 20 P 2 P 22 P 23 P 24 P 25 2 ( k, + 3 4) 0 ( k, L) ( k ( H ), L ) 4 ( k ( H + 0.5), BL + HL) 4 ( k ( H + 0.5), BL + HL) 4 2 ( k ( B + 0.5), B + 3) ( k 0.74( B + 0.5), B ( B + 0.5)) s s 2 ( k (( 0.3) 0.46(( 0.3) ( N 0.3))),3.24) ( k ( N ),.) 0 2 ( k ( B ), B ) 2 0 a ( k ( B ), BL) 2 2 a ( k ( B ), BL) 2 2 ( k ( B ), BL + HL 5) 2 为 配 合 该 功 能 的 实 现, 特 组 织 了 四 个 类 来 表 示 样 板 绘 制 的 数 据 结 构, 如 类 图 6-3 所 示

28 CMy2DCADView OnDraw() CMy2DCADDoc -m_pattern : CPattern* +...() CPattern -m_vertex2d : CCtrlVertex2D* -m_border2d : CCtrlBorder2D* -N,S,B,W,H,BL,HL : float -m_vertexnumber : int -m_bordernumber : int -m_kind : int +Draw() +DrawSkirt() +SetKind() +SetSize() +GetKind() +GetSize() +Init() +Clear() +InitSkirtData() * CEntity2D -m_beselected : bool -m_bevisible : bool -rgbcolor : COLORREF CCtrlBorder2D -NumberVertexes : int -MaxNumber : int -m_length : float -m_rectbounding : CRect -Vertexes[00] : CCtrlVertex2D* -m_borderkind : int -powi() : float -fac() : long -DrawBezier() -DrawHermite() -DrawStraight() -GetLength() +Add() : bool +GetNumVertexes() : int +RemoveAllVertexes() +Init() +CalcuRect() +PrintLength() -Draw() +Draw() * CCtrlVertex2D -m_2dpoint : CPoint +Draw() +BeSelect() +GetLength() : float 图 6-3 参 数 化 制 板 功 能 实 现 的 类 图 以 上 几 个 实 体 类 相 互 配 合, 辅 助 以 一 定 的 规 则, 可 以 完 成 二 维 样 板 的 绘 制, 绘 制 的 流 程, 可 以 用 UML 活 动 图 图 6-4 简 单 表 示 如 下 : 确 定 各 控 制 点 坐 标 根 据 规 则 在 控 制 点 间 连 线 改 变 控 制 点 位 置 显 示 控 制 线 长 度 生 成 样 板 拾 取 控 制 点 拾 取 控 制 线 是 否 修 改 样 板? YES 图 6-4 样 板 绘 制 过 程 的 活 动 图 6..2 Bezier 曲 线 的 数 学 模 型

29 图 6-5 显 示 了 本 系 统 生 成 的 女 式 无 袖 连 衣 裙 的 样 板 图 图 6-5 系 统 生 成 的 样 板 图

30 第 七 章 总 结 与 展 望 7. 研 究 成 果 总 结. 从 两 个 不 同 的 途 径, 对 三 维 人 体 建 模 方 法 进 行 了 深 层 次 的 探 讨, 并 编 程 实 现 测 量 重 建 法 : 基 于 人 体 三 坐 标 数 据 的 人 体 重 建 依 此 为 基 础, 实 现 了 三 维 人 体 的 参 数 化 建 模, 通 过 改 变 三 维 人 体 的 关 键 部 位 的 尺 寸, 达 到 对 整 个 人 体 模 型 的 重 构 这 一 功 能 在 三 维 人 体 测 量 人 台 的 生 产 等 方 面 也 同 样 有 着 十 分 重 要 的 意 义 2 3DS 导 入 法 : 基 于 第 三 方 人 体 库 的 人 体 建 模 通 过 3DS 文 件, 将 pose 人 体 库 中 的 各 种 人 体 模 型 读 入 本 系 统, 来 建 造 系 统 中 的 人 体 模 型 基 于 该 方 法 的 人 体 建 模, 具 有 开 销 小, 可 用 资 源 丰 富 等 优 势 并 且, 基 于 该 方 法 所 提 供 的 人 体 模 型 有 着 丰 富 的 姿 势 面 部 表 情, 这 对 于 创 造 立 体 逼 真 动 态 的 试 衣 效 果 是 十 分 重 要 的 2. 借 助 于 OpenGL SDK 构 建 了 一 个 简 单 的 虚 拟 现 实 环 境 使 得 用 户 可 以 从 多 个 角 度 来 观 察 人 体, 并 对 灯 光 和 材 质 做 了 较 为 细 致 的 设 计 3. 实 现 了 三 维 空 间 中, 服 装 结 构 线 的 交 互 设 计 该 功 能 灵 感 来 源 于 立 体 裁 剪 技 术 通 过 对 三 维 服 装 结 构 线 的 设 计, 可 以 和 本 系 统 二 维 制 板 系 统 相 互 配 合, 从 结 构 线 的 长 度 位 置 等 各 个 角 度 进 行 样 板 的 调 整, 从 两 种 拓 扑 空 间, 来 对 样 板 进 行 修 改, 使 得 打 制 出 来 的 样 板 更 加 精 确 4. 实 现 了 三 维 虚 拟 量 体 的 功 能 通 过 该 功 能 可 以 对 人 体 模 型 上 任 意 部 位 的 尺 寸 进 行 准 确 的 测 量 这 对 研 究 服 装 的 结 构 设 计, 特 别 是 贴 体 类 服 装 ( 比 如 内 衣 ) 的 结 构 设 计 起 到 了 十 分 重 要 的 作 用 5. 实 现 了 二 维 样 板 的 参 数 化 绘 制 技 术 该 功 能 的 实 现 正 是 基 于 我 们 传 统 的 比 例 制 板 的 方 法 通 过 和 三 维 的 样 片 相 互 比 较, 来 辅 助 完 成 二 维 样 板 的 校 正 7.2 课 题 的 创 新 点. 据 可 查 的 资 料 显 示, 本 课 题 是 首 次 提 出 在 一 个 系 统 中, 根 据 不 同 需 要 应 用 不 同 的 人 体 建 模 方 法 建 立 人 体 模 型 的 思 路 2. 据 可 查 的 资 料 显 示, 本 课 题 是 首 次 提 出 将 3DS 技 术 融 合 进 服 装 CAD 系 统 的 人 体 建 模 中 3. 据 可 查 的 资 料 显 示, 本 课 题 是 首 次 提 出 了 参 照 立 体 裁 剪 的 设 计 理 念, 通 过 提 供 交 互 的 三 维 样 片 设 计 功 能 和 参 数 化 二 维 样 板 的 打 制 功 能, 实 现 通 过 三 维 样 片 来 校 正 二 维 样 板 的 设 计 思 想 了 7.3 课 题 需 要 改 进 的 地 方. 本 课 题 并 没 有 实 现 真 正 意 义 上 的 三 维 样 片 和 二 维 样 板 的 映 射 本 课 题 提 供 的 三 维 样 片 的 设 计 功 能, 只 是 能 起 到 对 二 维 衣 片 的 校 正 真 正 的 二 三 样 片 的 映 射 功 能, 由 于 人 体 的 不 可 展 性, 和 服 装 样 板 本 身 的 一 些 特 点 ( 比 如, 省 道 理 论, 打 褶 理 论 ), 以 及 二 维 样 板 的 传 统 构 成 规 律 等 因 素 的 影 响, 将 涉 及 很 复 杂 的 几 何 映 射 算 法 据 可 查 资 料 显 示, 现 在 的 二 三 维 映 射 也 仅 仅 是 能 够 提 供 服 装 可 展 面 部 分 的 映 射, 对 于 服 装 的 不 可 展 面 只 有 通 过 参 照 三 维 样 片 和 二 维 样 板 进 行 反 复 多 次 交 互 的 修 改 对 应 的 结 构 线 来 达 到 映 射 的 效 果 2. 本 课 题 的 参 数 化 绘 制 二 维 样 板 结 构 图, 仅 仅 是 取 了 女 式 无 袖 连 衣 裙 作 为 例 子 来 进 行 了 说 明 要 想 真 正 的 将 该 系 统 投 入 实 际 生 产 中, 开 发 大 量 参 数 化 二 维 样 板 绘 制 规 则 库 是 必 须 的, 由 于 时 间 关 系, 本 课 题 没 有 进 行 这 方 面 的 工 作 7.4 课 题 的 展 望 实 现 真 正 意 义 上 的 三 维 智 能 服 装 CAD, 相 对 于 本 课 题 而 言, 还 有 很 多 方 面 的 工 作 要 做, 归 类 如 下 :. 实 现 真 正 意 义 上 的 三 维 样 片 到 二 维 样 板 的 映 射 只 要 在 三 维 人 体 上 绘 制 出 三 维 的 服 装 衣 片, 就 可 以 将 该 样 板 直 接 映 射 到 二 维 空 间, 形 成 真 正 意 义 上 的 二 维 样 板 2. 实 现 逼 真 的 试 衣 效 果 只 有 通 过 逼 真 的 试 衣 效 果, 才 可 以 对 样 板 做 出 精 确 的 校 正 3. 对 服 装 面 料 进 行 仿 真 效 果 的 实 现 包 括 仿 真 面 料 的 各 种 光 照 条 件 下 的 颜 色 特 性 面 料 的 弹 性 悬 垂 性 等 性 质 只 有 这 样, 才 可 以 更 加 逼 真 的 体 现 试 衣 效 果 4. 通 过 建 立 专 家 系 统, 对 样 板 的 修 改 和 校 验 我 国 的 服 装 工 业 有 着 多 年 的 发 展 史, 能 够 将 很 多 专 家 和 老 师 傅 的 样 板 设 计 思 想 和 经 验 融 入 系 统 之 中, 将 对 建 立 更 加 完 整 准 确 实 用 的 样 板 设 计 系 统 起 到 非 常 重 要 的 作 用 参 考 文 献

31 刘 冬 云. 立 体 裁 剪 到 纸 样 的 过 渡. 上 海 纺 织 科 技,2003(4): 陶 辉. 略 论 平 面 结 构 与 立 体 裁 剪 的 互 补 性.China Textile Leader Nov.2002: 顾 耀 林, 曹 莹, 王 骏 等. 虚 拟 现 实 中 体 图 形 学 的 研 究. 计 算 机 应 用 与 软 件, (006): 年 上 海 国 际 服 装 机 械 展 会 刊. 5 派 特 (PAD) 公 司 产 品 宣 传 手 册 年 上 海 国 际 服 装 机 械 展. 6 法 国 力 克 (Lectra) 公 司 产 品 宣 传 手 册 年 上 海 国 际 服 装 机 械 展. 7 李 永, 胡 敏, 付 小 莉 等. 三 维 人 体 建 模 方 法 的 研 究. 纺 织 学 报, 2002(5): 袁 保 宗, 妧 秋 琦, 王 延 江 等. 新 一 代 ( 第 四 代 ) 人 机 交 互 的 概 念 框 架 特 征 及 关 键 技 术. 电 子 学 报,2003(2A): Poupyrev I, et al. developing a generic augmented-reality interface [J]. IEEE Computer, 2002,35(3): 陆 永 良, 李 汝 勤, 胡 金 莲 等. 虚 拟 环 境 中 三 维 衣 片 轮 廓 线 的 设 计 与 演 示. 纺 织 学 报, 2004(): 李 旭 等. 三 维 人 台 服 装 造 型 及 衣 片 展 开 CAD 技 术 的 探 讨. 浙 江 工 程 学 院 学 报, 2002(3):75-79.

32 2 发 表 期 刊 论 文 复 印 件 ( 含 封 面 目 录 封 底 ) 2. 朱 洪 峰 孙 雪 晁 英 娜. 服 装 CAD 中 光 照 技 术 实 现 [J]. 成 都 : 数 字 化 用 户, 204.(3):96 封 面 2

33 目 录 3

34 正 文 4

35 封 底 5

36 2.2 朱 洪 峰 孙 雪 晁 英 娜. 服 装 CAD 系 统 中 的 光 照 面 向 对 象 分 析 [J]. 郑 州 : 河 南 科 技, 204.(7) 收 录 通 知 6

37 服 装 CAD 系 统 中 的 光 照 面 向 对 象 分 析 朱 洪 峰 2, 孙 雪, 晁 英 娜 ( 湖 南 理 工 学 院 ; 浙 江 理 工 大 学 2 ) 摘 要 : 本 系 统 介 绍 了 OpenGL 语 言 的 面 向 过 程 性 特 点, 以 及 在 面 向 对 象 编 程 思 想 指 导 下, 详 细 阐 述 了 光 源 与 材 质 的 实 体 类 与 业 务 类 的 属 性, 为 实 现 了 光 照 效 果 功 能 模 块 的 开 发, 奠 定 基 础 关 键 词 :OpenGL, 光 照 技 术, 服 装 虚 拟 展 示 本 虚 拟 服 装 展 示 系 统 中 光 照 技 术 是 基 于 OpenGL 三 维 图 形 函 数 库 进 行 开 发 的 OpenGL 运 行 机 制 具 有 面 向 过 程 性 而 非 描 述 性 的 特 点 [],OpenGL 提 供 对 二 三 维 图 形 基 本 操 作 非 常 直 接 的 控 制, 包 括 诸 如 对 变 换 矩 阵 光 照 方 程 系 数 反 走 样 方 法 和 像 素 更 新 操 作 符 等 参 数 的 指 定, 但 是 它 不 提 供 对 复 杂 几 何 对 象 的 描 述 或 建 模 手 段, 因 此 发 布 OpenGL 命 令 就 是 要 指 定 怎 样 产 生 一 个 特 定 的 结 果, 而 不 是 确 切 说 明 结 果 应 该 怎 样, 也 就 是 说,OpenGL 命 令 是 过 程 性 而 非 描 述 性 的 OpenGl 函 数 库 的 函 数 功 能 强 大, 但 其 记 忆 性 差 可 读 性 不 强 不 容 易 理 解, 使 用 起 来 容 易 出 错, 而 且 不 少 函 数 参 数 不 仅 数 目 多 类 型 多, 且 深 奥 难 懂 OpenGL 具 有 面 向 过 程 性 而 非 描 述 性 的 特 点, 本 系 统 利 用 这 种 过 程 性 ( 顺 序 性 ) 中 某 部 分 函 数 在 实 现 相 应 功 能 上 的 不 可 或 缺 性, 将 相 对 应 功 能 函 数 进 行 类 的 封 装, 将 面 向 对 象 编 程 思 想 (OOP) 应 用 到 OpenGL 编 程 中, 从 而 实 现 对 相 关 功 能 函 数 和 属 性 的 方 便 调 用 一. 光 照 的 面 向 对 象 分 析 (OOA) 光 照 参 数 的 集 中 控 制 应 该 具 备 相 对 完 备 的 光 照 参 数, 相 对 独 立 且 光 照 参 数 完 备 的 可 移 植 代 码, 方 便 可 行 的 控 制 调 整 手 段, 使 用 简 单 安 全 可 靠 的 接 口 ( 一 ) 光 源 实 体 类 的 属 性 与 光 照 业 务 类 的 方 法 控 制 光 源 的 所 有 光 照 参 数, 包 装 成 光 源 实 体 类 的 属 性, 并 将 所 有 相 关 设 置 函 数 包 装 成 光 源 业 务 类 OpenGL 中 的 光 照 模 式 的 概 念 包 括 三 方 面 : 全 局 环 境 光 强 度, 本 地 视 点 与 无 穷 远 视 点 的 选 择 及 是 否 选 择 双 面 光 照 模 式 每 个 光 源 都 有 自 己 的 光 照 模 型 OpenGL 至 少 支 持 8 个 光 源, 每 个 光 源 可 以 选 择 光 源 类 型, 设 置 位 置 方 向 环 境 光 的 RGBA 强 度 值 漫 反 射 光 RGBA 强 度 值 镜 面 反 射 光 的 RGBA 强 度 值 ; 对 于 位 置 光 源 还 要 考 虑 衰 减 因 子 : 常 数 衰 减 因 子 线 性 衰 减 因 子 二 次 衰 减 因 子 ; 对 于 聚 光 灯 还 要 考 虑 :( 聚 光 灯 ) 聚 光 指 数 ( 聚 光 灯 ) 聚 光 方 向 矢 量 ( 聚 光 灯 ) 聚 光 散 射 半 角 ( 二 ) 材 质 实 体 类 的 属 性 与 材 质 业 务 类 的 方 法 OpenGL 用 材 质 对 RGB 的 反 射 率 来 定 义 材 质 的 属 性 材 质 的 属 性 包 括 : 环 境 色 漫 反 射 色 镜 面 反 射 色 光 亮 度 和 辐 射 光 色, 材 质 的 属 性 还 要 分 应 用 于 物 体 正 面 还 是 物 体 反 面 所 设 计 的 类, 要 封 装 材 质 所 有 的 属 性 和 设 置 属 性 的 方 法 表 CMaterial 实 体 类 属 性 说 明 7

38 CMaterial 类 属 性 GLfloat mat_ambient[4]; GLfloat mat_diffuse[4]; GLfloat mat_specular[4]; GLfloat mat_shinness[]; GLfloat mat_emission[4]; 说 明 RGBA 模 式 下 的 材 质 环 境 光 反 射 色 RGBA 模 式 下 的 材 质 漫 反 射 光 反 射 色 RGBA 模 式 下 的 材 质 镜 面 反 射 光 反 射 色 材 质 反 射 指 数, 俗 语, 光 泽 度 RGBA 模 式 下 的 材 质 发 射 光 色 表 Cset C etmateri 表 2 C SetLIght 类 属 性 和 方 法 说 明 性 和 方 法 说 明 CLight mylight; 光 源 实 体 类 对 象 void initdata(); 初 始 化 各 属 性 值 的 函 数 static void LightingOff(); 光 源 启 用 的 函 数 static void LightingOn(); 光 源 关 闭 的 函 数 void SetlightAmbient(GLenum lightnum); 设 置 光 源 环 境 光 RGBA 强 度 的 函 数 void SetlightDiffuse(GLenum lightnum); 设 置 光 源 漫 反 射 光 RGBA 强 度 的 函 数 void SetlightSpecular(GLenum lightnum); 设 置 光 源 镜 面 反 射 光 RGBA 强 度 的 函 数 void SetLightPosition(GLenum lightnum); 设 置 光 源 位 置 的 函 数 void SetLightDirection(GLenum lightnum); 设 置 光 源 入 射 方 向 的 函 数 void SetLightCutoff(GLenum lightnum); 设 置 光 源 入 射 半 角 的 函 数 void SetLightExponent(GLenum lightnum); 设 置 光 源 聚 光 指 数 的 函 数 static void LightOn(GLenum lightnum); 具 体 光 源 启 用 的 函 数 static void LightOff(GLenum lightnum); 具 体 光 源 关 闭 的 函 数 static void SetLightColor(GLenum ligthtnum,colorref 设 置 光 照 颜 色 的 函 数 m_colr, int mode); void SetLightAttenuation(GLenum lightnum,int int i); 设 置 衰 减 因 子 的 函 数 void LightingModel_ambient(); 设 置 全 局 环 境 光 强 度 的 函 数 static void LightingModel_localviewer(BOOL BL ); 设 置 是 远 视 点 还 是 本 地 视 点 的 函 数 static void LightingModel_twoside(BOOL BL); 设 置 是 否 双 面 光 照 模 式 的 函 数 void CreateLight(GLenum lightnum); 定 义 光 源 的 函 数 CSetLight(); 构 造 函 数, 用 于 初 始 化 各 个 属 性 值 二. 结 论 OpenGL 语 言 的 面 向 过 程 性 特 点, 以 及 在 面 向 对 象 编 程 思 想 指 导 下, 详 细 阐 述 了 光 源 与 材 质 的 实 体 类 与 业 务 类 的 属 性, 并 进 行 了 相 关 类 的 设 计 和 封 装, 为 实 现 服 装 CAD 中 的 关 键 技 术 做 好 理 论 与 技 术 准 备 参 考 文 献 谭 雄 辉, 张 宏 仁, 徐 佳. 服 装 CAD. 北 京 : 中 国 纺 织 出 版 社,2002.: -7 2 徐 继 红. 三 维 服 装 CAD 技 术 现 状 综 述. 扬 州 职 业 大 学 学 报,2002.6() 张 玲, 张 辉. 服 装 CAD 板 型 设 计. 北 京 : 中 国 纺 织 出 版 社,2002.8: 0 4 张 剑, 黄 敏, 彭 金 祥 等. 边 用 边 学 服 装 CAD 款 式 设 计. 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社,2003.4: 刘 卉, 许 瑞 清, 陈 纯. 服 装 CAD 综 述. 计 算 机 辅 助 设 计 与 图 形 学 学 报,2000.2(6):

39 3 学 生 获 奖 成 果 证 书 复 印 件 ( 含 学 生 奖 学 金 证 书 ) 学 年 度 国 家 励 志 奖 学 金 学 年 度 国 家 励 志 奖 学 金 9

40 年 度 校 级 三 好 学 生 年 度 校 级 三 好 学 生 0

41 3.5 荣 获 年 度 优 秀 女 生 年 度 美 术 学 院 第 三 届 大 学 生 职 业 生 涯 规 划 大 赛 十 佳 职 业 规 划 奖

42 年 步 步 高 广 场 岳 阳 店 创 意 服 装 设 计 大 赛 人 气 奖 4 其 他 研 究 成 果 材 料 ( 可 用 图 片 展 示 ) 图 选 择 文 档 类 型 2

43 图 2 三 维 操 作 环 境 图 3 读 入 测 量 数 据 3

44 图 4 测 量 重 建 法 形 成 的 人 体 模 型 图 5 编 辑 人 体 尺 寸 图 6 导 入 3DS 文 件 4

45 图 7 导 入 的 3DS 人 体 模 型 图 8 进 行 灯 光 设 置 图 9 三 维 样 片 的 绘 制 5

46 图 0 二 维 操 作 环 境 图 选 择 人 体 尺 寸 图 2 自 动 生 成 2 纬 样 板 6

47 5 研 究 成 果 社 会 评 价 材 料 ( 如 新 闻 报 道 ) 5. 江 南 大 学 纺 织 服 装 学 院 203 年 优 秀 大 学 生 暑 期 夏 令 营 活 动 中, 夏 令 营 优 秀 学 员 证 书 7

48 5.2 江 南 大 学 204 年 优 秀 应 届 本 科 毕 业 生 预 录 取 接 收 函 8

49 5.3 江 南 大 学 204 年 优 秀 应 届 本 科 毕 业 生 复 试 合 格 接 收 函 9