服装虚拟展示和试衣系统分析

李 娇，郭瑞良，魏 丹

(北京服装学院，北京 100029)

服装虚拟展示和试衣系统分析

李 娇，郭瑞良，魏 丹

(北京服装学院，北京 100029)

文章简要介绍了服装虚拟展示技术的发展，分析了虚拟试衣系统的原理和面临的难题，并详细论述CLO 3D系统的基本架构与流程，为相关企业和设计人员提供一定参考。

三维展示；虚拟试衣系统；模拟

基于现实技术创建的虚拟三维服装展示艺术改变了传统的采用真人模特试衣的方式，通过构建人体模型→虚拟样衣缝合→模特虚拟展示这一系列流程再现了真实的着装效果，极大地缩短了服装的设计时间，从而减少了成衣的生产周期，对商家和消费者都有很大的帮助，更加符合服装的现代化生产要求。

1 服装虚拟展示技术的发展

随着社会的发展和进步，人们对时尚产业、时尚消费的便捷性和个性化需求越来越高，这促进了服装虚拟展示的产生和发展。自20世纪80年代中后期以来，服装虚拟技术经历了从简单织物形态的静态模拟到三维复杂服装动态模拟的过程。与二维展示服装相比，三维虚拟展示更加丰富多彩，它运用计算机科学、艺术等学科知识，建立了数字化的服装生产系统，将人体测量、服装设计、着装效果等方面连接在一起，利用计算机技术和交互技术就可以进行服装的立体展示。

作为服装数字化发展的最新产物，三维虚拟试衣软件种类日益增多，已基本能实现三维服装的设计与修改，使设计师或购物者能够随时观察服装的色调、悬垂性、质感以及服装穿着在人体上的整体效果。目前的三维虚拟试衣软件有美国Gerber的V-stitcher、法国Lectra 的Modaris V7、日本的I-Designer、韩国的CLO 3D以及韩国首尔大学的DC-Suit等。

2 国内外发展状况

虚拟试衣技术在国外的研究比较成熟，代表性的有瑞士MIRALab实验室开发的MIRACloth系统[1]；试衣网站主要有My Virtual Model和Fit-me.com[2-3]，My Virtual Model试衣间为消费者提供了大批能够试穿的服饰，并能提供较为时尚超前的线上三维试衣工具，初步实现了网上服装销售的虚拟试衣；Fit-me.com采用尺码推荐技术向消费者推荐最适合其体型的服装尺码，这样可增加消费者对服装信息的获取量，极大促进了服装销售。

国内对虚拟试衣系统的研究起步较晚，大多数服装购物网站都还停留在通过文字描述和实物照片结合的形式向消费者展示服装商品，但也取得一定成果。其中，由杭州森动数码科技发布的“3D 互动虚拟试衣间”于 2011 年成功落户海宁皮革城[4]。国内以“和炫试衣”为主要代表的试衣网站有face72、41go 及 okbig等，这些网站提供给消费者不同体型的模特，消费者只需输入自己的身体数据便能找到符合自己体型的模特，然后就可以试穿服装。此外，江南大学民间服饰博物馆基于“CLO 3D”三维服装展示软件制作的民间服饰的虚拟展示，逼真地模拟出了馆藏的汉民族服装文物的质感，很好地解决了民族服饰展示的问题[5]。由此可见，虚拟三维服装展示技术在国内处于高速发展状态。国内的高校如东华大学、北京服装学院、浙江理工大学等都在这个领域展开研究，并取得了一定的成果。

3 虚拟试衣系统原理

虚拟试衣系统是指通过立体视觉原理或消费者人体的三维信息，利用计算机图形学构造人体的三维模型，消费者可以从计算机内所存储的服装效果图来选择自己喜欢的款式，然后通过计算机的图像处理和图形学原理把选择的服装“穿”到自己的三维人体模型上，显示三维人体模型的立体着装效果[6]。

二维到三维的虚拟试衣是将二维的衣片覆盖在虚拟的三维人体模型上，通过假缝的方式给与人体试穿服装，并可以模拟人体的各种动作，进行静态或动态的展示，使用户可以看到服装的上身效果。在模拟的过程中，可以发现改变面料对虚拟服装的影响以及细节方面的变化，便于用户及时调整二维样片和修改面料。虚拟服装的模拟涉及二维裁片的虚拟模拟、二维裁片的虚拟缝合、三维服装运动形变的约束控制以及二维裁片与人体模型的碰撞检测等关键性问题[7]。三维虚拟试衣系统将二维纸样与三维服装之间产生了点对点的对应定位关系，三维服装会随着二维纸样的改变而顺应变化，有着连带修改完善的作用。

4 虚拟试衣系统存在的问题

目前用户在使用虚拟试衣系统时，对虚拟模特和服装的仿真性方面都有很多的反馈意见，计算机模拟服装面料还不能很好地表现出面料的质感、悬垂效果等，要真正实现网络虚拟试衣系统，确保虚拟服装做得更加逼真和有质感，还要解决以下问题：

4.1 个性化人体模型的建立

人体模型是虚拟着装的主体，而人体体型差异较大，如何建立逼真的数字化人体模型，是服装虚拟展示中的关键问题。综观学者们的研究成果，虽然人体建模技术已达到较高水平，但仍没有能完美表达人体表面信息的建模方法[8]。

4.2 服装面料仿真效果的优化

面料是服装的基础，服装的缝合便是面料的缝合。受面料自身力学性质的影响，衣片穿着在人身上可能存在与人体碰撞，虚拟服装不能够贴合人体曲面起伏形态的问题。目前对面料的弹性、悬垂性、色泽等的模拟仍是技术难题[9]，而面料自身的属性会很大程度影响服装整体的展示效果。

4.3 服装模型的动态模拟研究

虚拟模特运动时，服装会与身体产生接触，自身也会交互碰撞及产生高度复杂的各向异性和非线性力学行为，这些动作的模拟是服装从静态悬垂到动态变形的技术难题[5]。

5 基于CLO 3D的虚拟服装设计与制作

CLO 3D是一款由韩国开发的虚拟服装缝合软件，同时集成了衣片绘制和虚拟试衣功能，使得纸样的绘制与试衣功能在一个界面下就可完成，实现了人体扫描→虚拟缝合→模特虚拟展示于一体的智能服装设计流程，其中人体模特可通过三维扫描仪扫描后导入，也可通过系统中的模特编辑器来编辑模特的身体尺寸。虚拟样衣的缝合与展示操作流程如图1所示。这类软件的出现，能极大地满足MTM量身定制的要求，提高工作效率，降低成本。

图1 虚拟样衣的缝合与展示操作流程

5.1 虚拟化身参数调整

CLO 3D 系统中提供有男、女、儿童三类虚拟化身，分为胖高、瘦矮、胖矮和瘦高四种基本体型，且提供有东、西方两类人种。用户可以导入人体模特，也可选择系统提供的人体模特，并按照自己的需求调整虚拟化身的各部位尺寸参数，包括高度、长度和围度等方面。

5.2 2D纸样设计

CLO 3D虚拟试衣平台与其他服装CAD软件有很好的兼容性，可导入现有二维样板的DXF-AAMA格式文件，也可以利用板片生成工具在板片窗口进行创建，如制作多边形、矩形、圆形以及内部图形工具等。其中内部图形工具可用来绘制口袋、扣子的位置或在绘制板片的熨烫线、褶等的时候使用。另外，若需对已导入板片的点或线进行变化与修改，可利用编辑板片工具和调整工具等。

5.3 衣片安排与缝合

系统中虚拟化身周围设定有安排点和安排面，用户可直接将样片安排在相应的人体部位，且可根据需要进行调整、追加或删除。系统中的衣片缝合方式有线缝纫和自由缝纫两种。线缝纫是以缝边线为单位进行缝合的方式，如前后身衣片的侧缝线的缝合。自由缝纫是以缝边线的一部分为单位进行缝合的方式，如领片与领口弧线的缝合。两种缝合方式都有指定缝合方向的标志，用户可以利用缝合方向的不同制作衣片中的褶，根据情况变化变换使用两种缝合工具。

5.4 面料仿真处理

面料处理功能包括面料的纹理安排、面料的配色及物理属性设置等。其中纹理安排是为了使模拟效果更加真实而添加的服装面料的图像，利用面料图像工具可以调整添加面料的图样和方向。面料的物理属性是决定服装外观感觉的重要因素。系统中的面料物理属性包括纬向强度、剪切强度、弯曲强度、密度、摩擦系数及压力等。通过调整这些属性值，系统可以表现出棉、牛仔布、丝绸和皮革等面料的不同外观感觉，使虚拟服装面料更加逼真。如提高 Shear的比率可表现易出褶的布料；Buckling值的设定可以改变布料的弯曲特性。

5.5 模拟与展示

用户在对衣片进行虚拟缝合后，进行模拟，此时用户便能看到服装穿着后的立体效果。同时，当虚拟化人身穿上服装时，肩部、胸部等与服装紧密接触的部位会产生一定的压力，压力大小程度可以用颜色和数字表示，通过观看压力分布图可以在一定程度上帮助用户分析服装是否合体。另外，静态的服装制作完毕后，用户可以利用系统进行服装的动态展示，使效果更加直观。

6 结语

随着科技及电子商务的快速发展，服装的展示向着智能化的三维服装虚拟展示方向发展已是大势所趋。三维服装虚拟试衣系统的应用极大缩短了成衣的生产周期和展示成本，在服装个性化设计与定制传统服装的数字化展示等领域有着广阔的应用前景，有助于提升服装行业整体水平的发展。

[1] Cordier F，Seo H，M-Thalmann N. Made-to-measure Technologies for An Online Clothing Store[J].IEEE Computer Graphics and Applications，2003，23(1)：38-48.

[2] 安妮.线上店铺虚拟试衣技术的实现方式对比分析[J].丝绸，2014，51(2)：40-46.

[3] 吴义山,徐增波.虚拟试衣系统关键技术[A].丝绸，2014，51(12)：24-29.

[4] 马红霞.海宁皮革城“3D 虚拟试衣间”受追捧[J].北京皮革,2012，(1)：58．

[5] 梁惠娥，张守用.虚拟三维服装展示技术的现状与发展趋势[J].纺织导报，2015，(3)：70-72.

[6] 陈晓倩.虚拟试衣系统在电子商务中的应用模式探讨[J].纺织导报,2009，(9)：81-83.

[7] 朱广舟.服装数字化设计：三维人体建模与虚拟缝合试衣技术[M].北京：中国纺织出版社，2014.

[8] 姚怡，唐洁芳.三维服装技术的研究与应用[J].丝绸，2014，51(7)：36-41.

[9] 李红勤，王建萍.虚拟试衣系统原理与相关技术的探析[J].纺织科技进展，2012，(1)：93-96.

Analysis on Virtual Garment Display and Fitting System

LiJiao,GuoRuiliang,WeiDan

(Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing 100029, China)

In this paper, the development of garment virtual display technology was introduced and the principle and the problems of virtual fitting system was analyzed, then the basic structure and process of CLO 3D system were discussed in detail. It provides references for relative enterprises and designers.

three-dimensional display; virtual fitting system; simulation

2017-06-27

李 娇(1991—)，女，河南安阳人，硕士研究生。

TS941.26

A

1009-3028(2017)04-0029-03