一种基于计算机图形学的3D服装设计方法、系统及装置与流程

一种基于计算机图形学的3d服装设计方法、系统及装置
技术领域
[0001]
本发明涉及服装设计领域，具体设计一种基于计算机图形学的3d服装设计方法、系统及装置。


背景技术：

[0002]
随着科技的进步和经济发展，我国的服装行业正面临着结构调整，尤其是数字化时代已经来临，服装的数字化也得到越来越多人的关注。其中服装cad作为比较核心的技术，已经算是普及了。服装cad(computer aided design)技术，即计算机辅助服装设计技术，是一项综合性的，集计算机图形学、数据库、网络通讯等计算机及其他领域知识于一体的高新技术，用以实现产品技术开发和工程设计。服装cad技术融合了设计师的思想、技术经验，通过计算机强大的计算功能，使服装设计更加科学化、高效化，为服装设计师提供了一种现代化的工具。
[0003]
cad是解决了版房中版师打版、放码、排料的工作，但不仅如此，现代的版房工作还涉及工艺版单、样衣、成本等环节，这种延伸应用以承上启下的版房数据串接了设计、版型、板各技术环节关键数据，协同样衣、成本、kpi等产品数据的管理。同时全线的数字化设计(款式设计、版型设计、工艺设计)是驱动供应链的重要产品基础数据。智能制造在制造环节已经取得了很高的智能化成就，但要实现全线更智能的智能需要实现智能设计、智能制造、智能商业更需要驱动模式的全线的数字化设计(款式设计、版型设计、工艺设计)的源端数据的支撑。
[0004]
作为服装三维仿真软件，需要尽可能真实还原服装制作工艺并呈现服装三维效果。程序中包含图形(板图)绘制、缝合仿真、工艺(明线、纽扣、扣眼、拉链)细节、面料纹理编辑等相关功能，功能种类较多，现有选择编辑机制设计不合理且从体验和合理性来看不足以应付多种实体功能的选择和编辑，所以拟定选择编辑文档。选择编辑功能按功能分类不同实体需要各自不同的选择编辑工具进行选择编辑操作。版片编辑属于选择编辑功能之一，有独立工具按钮。
[0005]
目前市场主流的服装类cad软件不支持在3d界面进行修改并自动体现在2d界面的版片中，现在软件的做法为3d做直观的修改显示，然后在2d版片中进行相对应的修改。目前的技术存在的问题是使用不便捷，且无法保证3d服装和2d版片中的修改保持一致性。在使用过程中，极易因为忽视细微的差别而导致后续的问题。


技术实现要素：

[0006]
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于计算机图形学的3d服装设计方法、系统及装置，可以直接在3d界面直接展示虚拟服装并进行修改，且这些修改将直观的体现在2d版片中，使用便捷，且可以保证3d服装和2d版片中的修改保持一致性。
[0007]
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于计算机图形学的3d服装设计方法，包括以下步骤，
[0008]
s1，制作3d基础模板，并生成模板工程文件；
[0009]
s2，在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的版片所属的部件，并建立版片到部件之间的映射关系；
[0010]
s3，在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的关键点，并生成版片对称联动信息和关键点联动信息；
[0011]
s4，导入所述模板工程文件，根据所述3d基础模板的正身选择与其相连的部件，并根据所述映射关系加载对应的版片；
[0012]
s5，对于加载进来的版片，在所述3d基础模板中为每一个所述关键点生成编辑控件，利用编辑控件编辑对应的关键点，根据所述关键点联动信息，将3d修改转换成等价的2d修改，生成对应的2d版片；
[0013]
s6，根据所述对称联动信息，利用2d版片编辑功能，编辑所述2d版片，并保持2d版片的缝合关系；
[0014]
s7，将编辑后的所述2d版片重新网格化并渲染至3d中，生成保形后的3d版片；
[0015]
s8，对保形后的3d版片进行仿真；
[0016]
s9，根据3d版片因仿真产生的位置变化，在3d版片中更新所述编辑控件的位置和朝向。
[0017]
基于上述一种基于计算机图形学的3d服装设计方法，本发明还提供一种基于计算机图形学的3d服装设计系统。
[0018]
一种基于计算机图形学的3d服装设计系统，包括以下模块，
[0019]
模板工程文件生成模块，其用于制作3d基础模板，并生成模板工程文件；
[0020]
映射关系建立模块，其用于在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的版片所属的部件，并建立版片到部件之间的映射关系；
[0021]
联动信息生成模块，其用于在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的关键点，并生成版片对称联动信息和关键点联动信息；
[0022]
版片加载模块，其用于导入所述模板工程文件，根据所述3d基础模板的正身选择与其相连的部件，并根据所述映射关系加载对应的版片；
[0023]
3d修改等价2d修改模块，其用于对于加载进来的版片，在所述3d基础模板中为每一个所述关键点生成编辑控件，利用编辑控件编辑对应的关键点，根据所述关键点联动信息，将3d修改转换成等价的2d修改，生成对应的2d版片；
[0024]
2d版片编辑模块，其用于根据所述对称联动信息，利用2d版片编辑功能，编辑所述2d版片，并保持2d版片的缝合关系；
[0025]
3d版片保形模块，其用于将编辑后的所述2d版片重新网格化并渲染至3d中，生成保形后的3d版片；
[0026]
3d版片仿真模块，其用于对保形后的3d版片进行仿真；
[0027]
编辑控件更新模块，其用于根据3d版片因仿真产生的位置变化，在3d版片中更新所述编辑控件的位置和朝向。
[0028]
基于上述一种基于计算机图形学的3d服装设计方法，本发明还提供一种基于计算机图形学的3d服装设计装置。
[0029]
一种基于计算机图形学的3d服装设计装置，包括处理器、存储器和存储在所述存
储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如上述所述的3d服装设计方法。
[0030]
本发明的有益效果是：利用本发明一种基于计算机图形学的3d服装设计方法、系统及装置，设计师可以直接在3d界面直接展示虚拟服装并进行修改，这样极大的方便了设计师和制版师在制作过程中的步骤；通过简单的在3d虚拟服装中拖拽，不仅可以直接观察修改后的样式，还可以很容易的进行后续修改；而且这些修改将直观的体现在2d版片中，因此使用便捷，且可以保证3d服装和2d版片中的修改保持一致性，这样的版片可以直接提供到生产端进行生产。
附图说明
[0031]
图1为本发明一种基于计算机图形学的3d服装设计方法的流程图；
[0032]
图2为本发明一种基于计算机图形学的3d服装设计系统的结构框图。
具体实施方式
[0033]
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0034]
如图1所示，一种基于计算机图形学的3d服装设计方法，包括以下步骤，
[0035]
s1，制作3d基础模板，并生成模板工程文件；
[0036]
3d调板技术是从模板工程文件开始的，经过用户在3d视图内的一系列编辑，得到个性化的服装。模板文件本身就是一个已经制作完成的虚拟服装，包含服装的基本元素，版片的缝合关系也已经预先处理好。模板工程文件应该选择基础的，经典的，通用性强的，扩展性好的款式，去除个性化的，非对称性的元素。
[0037]
所述s1具体包括如下步骤，
[0038]
s11，制作基础服装版型；
[0039]
s12，为所述基础服装版型指定缝合关系并进行版片的缝合，生成3d基础模板；
[0040]
s13，保存所述3d基础模板，生成模板工程文件。
[0041]
s2，在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的版片所属的部件，并建立版片到部件之间的映射关系；
[0042]
从设计师的角度来看，一件服装由多个部件组成，比如衬衫就包括正身，领子，袖子，袖口，下摆等。而从版师或者服装cad软件的角度来看，服装由若干个版片缝合而成。一般来说，每个部件包含多个版片，一个版片只属于一个部件。部件和版片之间是一对多的关系。3d调版功能允许用户选择性的加载服装组件，所以需要建立版片到部件的映射关系。我们根据版片在3d人体的安排位置确定其所属部件。
[0043]
s3，在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的关键点，并生成版片对称联动信息和关键点联动信息；
[0044]
其中，关键点是指能标记服装轮廓的点。
[0045]
人体是左右对称的，因此服装具有高度的对称性。修改服装一边时，根据对称性，另一边往往需要应用同样的修改。另外，不同的版片上的点，会被缝合到一起，在2d内他们可能是多个不同的点，但是在3d中他们就合并成了一个点，编辑3d中的一个点，等价于同时
编辑2d版片上的多个关联点。并且这些2d点的变换规则可能并不一样。这些规则虽然比较复杂，但是对于给定的一个服装，这些规则是确定的，目前我们预处理模板工程，提取这些信息(版片对称联动信息和关键点联动信息)并记录到专门的文件中，加载模板工程文件时，会一并加载这些信息。
[0046]
s4，导入所述模板工程文件，根据所述3d基础模板的正身选择与其相连的部件，并根据所述映射关系加载对应的版片；
[0047]
初始导入时，服装默认只有正身，从正身开始，用户通过选择与其相连的部件来扩展这件衣服，比如加入袖子，领子，下摆等。加入袖子后，可以进一步加载袖口部件，以此类推。实际上无论加载与否，这些部件在模板工程文件中都是存在的，只是做了对未加载的版片做了特殊处理，即不显示，也不参与仿真。
[0048]
s5，对于加载进来的版片，在所述3d基础模板中为每一个所述关键点生成编辑控件，利用编辑控件编辑对应的关键点，根据所述关键点联动信息，将3d修改转换成等价的2d修改，生成对应的2d版片；
[0049]
每一关键点都有固定的调整方向，根据每个关键点的调整方向，动态生成编辑控件，例如对于只限于在长度方向上调整的关键点，会生成一对上下朝向的箭头控件，指示该关键点的调整方向为朝上(缩短)或朝下(变长)；
[0050]
关键点在3d中的调整，最终会转换成2d版片某些边或某些角的调整，至于转换成边还是角的修改，与关键点在服装中的位置有关，例如当朝下拉伸门襟的角时，修改的是2d版片中的门襟裁片下方的边；根据关键点联动信息，当版片中的某些边或某些角被修改时，其关联的边或角也相应的修改；
[0051]
利用编辑控件编辑对应的关键点，根据所述关键点联动信息，将3d修改转换成等价的2d修改，具体为：拖动关键点的编辑控件，根据关键点在3d中拖动的距离和方向，计算出关键点从原始位置到拖动位置的拖动向量，将所述拖动向量投影到所述编辑控件的箭头方向，得到关键点的修改向量，即拉伸/缩短的长度以及方向，将所述修改向量反馈到2d版片中，在2d版片中根据所述关键点联动信息以及修改向量调整2d版片，达到3d操作，2d修改的目的，生成对应的2d版片。
[0052]
s6，根据所述对称联动信息，利用2d版片编辑功能，编辑所述2d版片，并保持2d版片的缝合关系；
[0053]
设计师们在3d中修改服装，3d将修改转换成等价的2d修改，在2d中会自动完成对版片的修改，最后将处理结果同步到3d。2d主要处理的功能有调整单个版片以及对称联动版片，保持版片缝合关系等。
[0054]
2d版片编辑功能主要有编辑点和编辑线两个功能。这两个功能的相互作用，可以达到编辑将版片修改为任意样式的目的。
[0055]
2d版片处理对称联动即设计师们在修改一个版片时，该版片的对称版片也会有相应的修改。例如，设计师们在修改一个服装左边袖子的长度时，服装右边袖子的长度也会跟随相应变化，而不需要设计师重新去调整右侧袖子长度。
[0056]
2d保持缝合关系即2d的版片样式或形状发生改变后，版片之间的缝合关系依然存在并且会随着版片样式或形状的变化及时更新缝合关系，而不需要设计师对修改后的版片重新建立缝合关系。
[0057]
s7，将编辑后的所述2d版片重新网格化并渲染至3d中，生成保形后的3d版片；
[0058]
当2d版片修改后，需要重新网格化才能在3d中渲染出来，对于已经仿真过的服装版片，我们希望在重新网格化后能维持版片在3d中的形状位置，避免重复安排、仿真造成的效率损失。
[0059]
每一个版片都有其对应的2d网格，该2d网格是在网格化的时候生成的，相当于是2d版片在未仿真时的初始状态，当某一版片a重新网格化后，它在重新网格化前的3d网格设为a3d_0，2d网格设为a2d_0，重新网格化后，它的2d网格为a2d_1，我们需要计算出它在重新网格化后的3d网格a3d_1，之后才能进行渲染；
[0060]
所述s7具体包括如下步骤，
[0061]
s71，将a2d_0与a2d_1进行对齐；
[0062]
在本发明中，仅需找到版片a中未被修改的边上的某一点，即可以以改变的某一点作为对齐点，将a2d_1平移至于a2d_0对齐的地方。假设a中未被修改的边上的某一点为v0，它在重新网格化前的坐标是pt0，重新网格化后的坐标是pt1，那么平移量为(pt1
–
pt0)。
[0063]
s72，基于对齐后的a2d_0与a2d_1，计算出a2d_1中的任一个网格点p在a2d_0中的网格位置，并根据网格点p在a2d_0中的网格位置计算出网格点p在重新网格化后的3d位置；
[0064]
假设网格点p在a2d_0中位于三角形triidx内，令网格点p在a2d_0中的网格位置用三角形的重心坐标u、v和w表示，三角形triidx的三个顶点索引分别为vertex0、vertex1和vertex2，那么网格点p在重新网格化后的3d位置为，
[0065]
pt_p＝a3d_0[vertex0]*u+a3d_0[vertex1]*v+a3d_0[vertex2]*w；
[0066]
当网格点p不在a2d_0的任一个三角形内，则在a2d_0中找到距离网格点p最近的三角形triidx0，计算出网格点p在triidx0的重心坐标，用u’、v’和w’表示，三角形triidx0的三个顶点索引分别为vertex0’、vertex1’和vertex2’，那么网格点p在重新网格化后的3d位置为，
[0067]
pt_p＝a3d_0[vertex0’]*u’+a3d_0[vertex1’]*v’+a3d_0[vertex2’]*w’。
[0068]
s73，遍历a2d_1中的所有网格点，采用所述s72的方法，得到a2d_1中的所有网格点在重新网格化后的3d位置，即得到版片a在重新网格化后的3d网格，
[0069]
s74，遍历所述2d版片中的每一版片，采用所述s71-s73的方法，得到所述2d版片中所有版片在重新网格化后的3d网格；
[0070]
s75，基于所述2d版片中所有版片在重新网格化后的3d网格，在3d界面中渲染出调整了2d版片后的3d服装。
[0071]
s8，对保形后的3d版片进行仿真；
[0072]
3d版片的保形，只是保证了重新生产的3d版片大体还是在原来的位置，但是新生成的服装在形态上真实感会降低，并且很有可能与虚拟模特或其他版片穿插。这个时候需要重新运行仿真对这些问题进行修正。服装仿真引擎需要具备untangle特性，才能将穿插的衣服从人体中挤出。
[0073]
仿真可以解决因为编辑导致的衣服和人体穿插，以及服装3d形态失真的问题。
[0074]
s9，根据3d版片因仿真产生的位置变化，在3d版片中更新所述编辑控件的位置和朝向。
[0075]
3d版片位置变化后，需要更新3d编辑控件的位置和朝向，这一步完成后，单步的3d
调板编辑就完成了，等待用户进行下一步的编辑操作。
[0076]
基于上述一种基于计算机图形学的3d服装设计方法，本发明还提供一种基于计算机图形学的3d服装设计系统。
[0077]
如图2所示，一种基于计算机图形学的3d服装设计系统，包括以下模块，
[0078]
模板工程文件生成模块，其用于制作3d基础模板，并生成模板工程文件；
[0079]
映射关系建立模块，其用于在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的版片所属的部件，并建立版片到部件之间的映射关系；
[0080]
联动信息生成模块，其用于在所述模板工程文件中识别和标记出所述3d基础模板的关键点，并生成版片对称联动信息和关键点联动信息；
[0081]
版片加载模块，其用于导入所述模板工程文件，根据所述3d基础模板的正身选择与其相连的部件，并根据所述映射关系加载对应的版片；
[0082]
3d修改等价2d修改模块，其用于对于加载进来的版片，在所述3d基础模板中为每一个所述关键点生成编辑控件，利用编辑控件编辑对应的关键点，根据所述关键点联动信息，将3d修改转换成等价的2d修改，生成对应的2d版片；
[0083]
2d版片编辑模块，其用于根据所述对称联动信息，利用2d版片编辑功能，编辑所述2d版片，并保持2d版片的缝合关系；
[0084]
3d版片保形模块，其用于将编辑后的所述2d版片重新网格化并渲染至3d中，生成保形后的3d版片；
[0085]
3d版片仿真模块，其用于对保形后的3d版片进行仿真；
[0086]
编辑控件更新模块，其用于根据3d版片因仿真产生的位置变化，在3d版片中更新所述编辑控件的位置和朝向。
[0087]
基于上述一种基于计算机图形学的3d服装设计方法，本发明还提供一种基于计算机图形学的3d服装设计装置。
[0088]
一种基于计算机图形学的3d服装设计装置，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如上述所述的3d服装设计方法。
[0089]
利用本发明一种基于计算机图形学的3d服装设计方法、系统及装置，设计师可以直接在3d界面直接展示虚拟服装并进行修改，这样极大的方便了设计师和制版师在制作过程中的步骤；通过简单的在3d虚拟服装中拖拽，不仅可以直接观察修改后的样式，还可以很容易的进行后续修改；而且这些修改将直观的体现在2d版片中，因此使用便捷，且可以保证3d服装和2d版片中的修改保持一致性，这样的版片可以直接提供到生产端进行生产。
[0090]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。