虚拟现实技术下运动服装设计及发展研究

石丹 长沙民政职业技术学院

引言：运动服装的发展受到流行文化和科技发展的影响，数字化是未来发展趋势，为尽可能适应社会发展，服装行业也要大力引进先进信息化技术，提升服装行业的科技含量，采用虚拟技术能够设计出具有立体合身、功能匹配、针对性强特点的运动服饰，以此符合运动员的实际运动要求。

一、虚拟现实技术的特点

虚拟现实技术简称VR，其中涉及到计算机图形学、仿真技术、人工智能技术、计算机网络技术和并行处理技术等多项先进技术，将人的视觉、听觉、触觉等感官功能进行模拟，让人可以遨游在电脑合成的虚拟世界中，还能利用语言、手势等方法实时交互，建立多维数据空间。让使用者体会到一种身临其境的感觉，体验到现实世界中无法亲身经历的事情。

侵入性是虚拟现实技术区分于多媒体技术、实时图像处理技术的重要特征。对于所有的虚拟现实技术系统而言，操作人员均可以将环境中各事物的变化加入其中，除视觉感知外，还包括触觉、听觉、运动、力觉等感知。但是因为目前相关技术的局限性，系统中让人所能感知的只有视觉、力觉、听觉、触觉几种。

互动性让虚拟现实世界成为可参与的世界，服装设计师能够将设计作品穿在虚拟模特身上，根据动画与背景环境，举办一场服装秀。基于虚拟现实技术的特点，让人们对创立实物提供更有效的方法，便于将抽象概念形象化与具体化，在观察与体验、思考与操作之间建立联系，让人们能够利用不同的角度与方法，感受实物发展的根本。

二、虚拟现实技术在运动服装设计中的应用

（一）应用于人体建模

人体是运动服饰的最终载体，设计的服装终究要穿在人的身上，所以无论是使用传统方法或应用虚拟现实技术进行服装设计，都要以人体为基础。借助虚拟现实技术在计算机中建立人体三维模型，在进行服装设计的过程中，设计人员让人体模型穿上所设计的服饰，利用旋转角度从各个视角观察人体模型的穿着效果，设计师可对各个环节进行细致修改，以达到最佳状态。另外，设计人员可以借助虚拟现实技术为客户提供远程定制服务。借助网络传输，客户本人可以足不出户，设计师便能够知道客户身材的尺寸，将数据加入到系统之中，能构建出一个仿真模型，设计人员据此为客户量身定做。还可把设计好的样品穿在客户仿真模型上，分析效果，并及时同客户进行远程沟通，最终完成对整件作品的设计，最大程度满足客户需求[1]。

（二）便于服装立体展示

虚拟现实技术在运动服装设计时的作用还体现在立体展示方面。运用虚拟现实技术，让合成的服装接近实体，还能够进行全面展示，设计人员可根据自身想法与建议对服装进行修改，比如：服装面料、颜色、款式、大小等，向观众展示出不同的设计效果，例如：在展示一款运动服时，设计师不断变换其颜色，使观众看到不同颜色的效果，还可调整人体模型部位的数据。借助虚拟现实技术能够将没投入生产加工的服装真实的展示出来，这种方法简单快捷，有效提升了设计者的工作效率，省下了由于实物制造或修改所需的成本，在某种程度上看，提高了服装企业的经济收益。当前，国内市场中的服装展示大多使用平面展示方法，就是将衣服放在衣架上或使用人台的方式，有少部分企业会耗费大量的资金举办真人服装表演秀，但是效果并不明显，在以后的服装设计展示过程中，可采用虚拟现实技术进行动态服装展示，让仿真模特穿上设计好的服装配合背景、动画进行展示，不但能够充分展示出服装全貌，还能够体现出服装设计师的特点与风格。

（三）影响服装设计风格

运动的种类多种多样，新兴运动与传统运动有其独有的穿着风格，不同地区、不同民族之间对运动服装的风格要求不尽相同，至于细节部分，不同面料质感与花纹图案能够体现出人体的透视变化，展现运动服装的特有风格。虚拟现实技术能够为设计师提供逼真的背景空间，在此空间中，设计人员能够真切感受到产品设计风格，还可在虚拟环境中检测此风格是否与消费者的风格相符。设计人员能够随时改变款式、材料和图案，随意变换服装的设计风格，以不同视角体会各种设计风格的现实效果，找到最佳方案。虚拟现实技术系统中的服装样式库、人体模型库、图案库等，为设计者提供足够的设计素材，留下宽阔的创作空间。在采用虚拟现实技术设计服装时，服装造型会体现出设计师的个人特点，因为设计视角的变换与设计方法的丰富，设计师会采用独特的审视角度看待服装造型，许多新的表现形式都会出现在服装造型设计中，设计师的创意可以在立体空间中得到展示，服装造型结构能够突破固有模式实行大胆尝试，激发设计师的设计灵感，设计出新颖的服装造型，展现出特有的设计美学和审美观。服装造型上不要被表现手法所限制，应最大限度发挥设计师的想象力，在虚拟现实技术环境中，设计人员用以表现服装造型变化的手法多种多样，从服装的整体设计到局部设计，还可从细节设计到整体造型设计，将点、线、面、体进行有机结合，可以对服装造型、色彩、面料的组合变化进行完善。

（四）转变服装设计理念

在运动服装设计之初就是一个抽象的概念，设计师尽可能对图像进行设计、创造、发展与表现，让设计出的形态与功能同自身原始的设计理念相符。但实际上难以完全达到设计师的设计标准。由于虚拟现实技术的不断发展，设计师能够在虚拟现实空间中对设计服装不断改进，真实的模拟出材质质感与运动过程中对服装的要求，模拟出布料与图案的选择效果。例如：鲨鱼皮泳衣在设计过程中，设计人员借助虚拟现实技术，将鲨鱼皮肤模拟成泳衣的外表面材料，V型褶皱表面能够大幅度降低水流的摩擦力，在内部表面模拟人类皮肤，能够与身体进行良好的接触，衔接处模拟肌腱，为运动员游泳时提供动力，连体设计的理念让人体和水接触更少，降低在水中前进的阻力。设计师在虚拟现实技术的三维空间中进行不断完善，最终鲨鱼皮泳衣问世。在运动服装设计过程中，材质选择是需要重点考虑的因素之一，由于它直接关乎到服装的整体效果，因此要慎重选择服装材质，不能让服装给人一种怪异、繁杂的感觉，要体现出轻便、舒适、美观[2]。

（五）用于二位和三维相互转换

借助虚拟现实技术进行服装设计的基础是三维建模和显示技术，把二维服装样板转变到三维立体样衣，此种技术是三维可视缝合技术，需在用户可见的范围内进行虚拟缝合，把样片制成样衣。制版系统可为用户提供3D点编辑的功能，借助这种功能，挑选对应的人体模型，在虚拟环境中进行样片缝合，制成虚拟样衣，然后穿在人体模型身上。在设计过程中，用户可与设计师进行互动，全面观察产品效果，对局部改进，达到从平面模型到三维仿真模型的转变，弥补传统服装设计的不足，有利于设计师随时进行修改，为圆满完成设计工作提供技术支持。

在具体工作过程中，为得到原始二维模型，要把三维立体模型实行转换。虚拟现实技术能够实现，让三维立体模型各种数据进行储存，保留最原始的数据信息，达到转换目的。在制版系统中有原型剥离的功能，借助这项功能可得到人体模型上的服装样片，以这些为原型，进行服装制版，该技术有利于人们得到准确的原型样板，为制作出合适的运动服提供条件。设计师不能只关注服装的正背面，而是要从三维立体的角度对服装实行观察与审视。虚拟样衣是在衣片的基础上改进的，是服装虚拟产品设计系统的重要部分。利用算法在衣壳上标记一些定位线，再将二维衣片的属性运用在衣壳上，获得模型基本点，运用三角面片拼接的方法构建衣片模型。将衣片依次连接，再装上衣领、衣袖、纽扣等，便获得一件虚拟样衣。衣片模型拼接过程中，利用虚拟现实技术设置同一组型值点。例如，前后衣片的肩线位置一样，对应型值点相同，则生成衣片模型会在肩线位置“缝合”。在衣片模型基础上，增设衣袖、衣领、纽扣，最终显示虚拟样衣。虚拟样衣是衣片缝合的结果，本质是在衣片模型的控制点集基础之上，运用曲面法获得最后的三维模型。

结论：总而言之，虚拟现实技术对运动服装设计师而言，属于一种具有深远影响的设计工具和方法，其在技术上与应用上都存在着一些问题，例如技术要求过高、价格较为昂贵和技术未成熟等缺陷。因此要加大对该项技术的研究力度，提升设计作品舒适度，确保观赏性的同时，还能满足运动需求。