（服装设计与工程专业论文）智能化服装纸样设计方法的研究.pdf

a b s t r a c t t h i sp a p e ra sap a r to fc l o t h e sm a d et om e a s u r es y s t e m ，i ta p p l i e dp a r a m e t r i c m e t h o da n dr e a l i z e dt h ec h a r a c t e r i s t i cp a t t e r nb yt h ec h a n g eo ft h eb o d y t h ed a t a w h i c hw a sn e e d e db ya u t o m a t i cp a t t e r nw a ss u p p l i e db yt h ef i r s tp a r to fc l o t h e sm a d e t om e a s u r es y s t e mo rt r a d i t i o n a lm a n u a lm e a s u r e n l e n t t h em a i nr e s e a r c hw a sa s f o l l o w s ： 1 w ea n a l y z e dt h es t a t u sf r o mt h ec u r r a n ts t a t u so fh o m ea n da b r o a dc l o t h e s c a d ，s u m m a r yt h em e r i ta n de x i s to fp r o b l e mb ya c h i e v i n gi n t e r f a c e i nt h ee n d w e d e v e l o pt h ei d e ao fn e ww a y o fc o m p u t e rp a t t e r nd e s i g n 2 t h eu s eo fp a r a m e t r i cm e t h o d p a r a m e t r i cd e s i g n ，a l s ok n o w na sao l l e - t i m e d e s i g n ，b u i l tt h er e l a t i o n s h i po fs i z ea n dp a t t e md e s i g nf r o ms e t t i n gp a r a m e t e r s ，a n d e n s u r e dt h ec o n s i s t e n c eo ft h es i z ea n dp a t t e r nd e s i g n y o uc a no n l yr e v i s et h ep a r e r n s i z et oc h a n g et h ep a t t e r n i tc a na l s oi m p r o v et h es p e e d ，f i n a l l ya c c o m p l i s hf a s t p a t t e r n 3 t h ep a p e rc h o s et h em a n ss u i tt or e a l i z ei t sp a r e md e s i g n i te s t a b l i s h e da m o d e lo fs u i tm a t h e m a t i c a lm o d e l sa n dd e t e r m i n e dt h er e l a t i o n s h i po fl i n e sa n d d e s i g nm e t h o d s t h ec h a r a c t e ro fl i n e so fg a r m e n tc a d i ss o f t ，i tn o to n l yc a nr e a l i z e c o n i cs e c t i o n ，l i n e sb u ta l s or e a l i z ef r e ec u l v e f o r mt h eb a s i so fe x i s t i n ga l g o r i t h m , u s i n gt h r e eb e z i e rc u r v e sa l g o r i t h m ，t h i sc u r v ea l g o r i t h mi ti st h eb a s i so f a u t o m a t i c p a t t e r n 4 u s i n gv i s u a lb a s i cl a n g u a g ea sap l a t f o r m ，c o m p i l e dp r o g r a m ，d e v e l o p e dt h e m a l l ss u i tp a r e r ns y s t e m i tm a d et h ea u t o m a t i cp a t t e r nt r u e w i t ht h i ss y s t e m ，t h e u s c tc a r ls e l e c tt h eg a r m e n ts t y l e ，e n t e rt h eh u m a nb o d ys i z e ，c l i c ko nt h eb u t t o n , a u t o m a t i c a l l ym o d e lg e n e r a t e d t h ep u r p o s eo ft h i sp a p e rh a da c h i e v e d ，t h es y s t e mw a sf e a s i b l e ，a n df i n a l l yw e i n t r o d u c e dt h ed r a w b a c ka n do u t l o o ko ft h i ss t u d y i tw a st h ef o u n d a t i o nf o rf o l l o wu p s t u d y k e y w o r d s ：g a r m e n tc a d ，p a r a m e t r i c ，g a r m e n tp a t t e r n ，b e z i e rc u r v e s 独创性声明 本人声明所早交的学何沦艾足本人住号| j i f j 指导f 进行的研究 ：作和取得的 研究成果，除了文l l 一特片0 力以卡，j i 汜和j 改晰之处外，论文中不包禽其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼至、业太堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一一同【：作的r 司志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：彳炙一波 签7 | f _ l i j ： d 7 年月同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂仃关保留、使用学1 1 ：7 = 论文的规定。 特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全翻；或? 邵分内容编入有关数抓j 车进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁黜。 ( 保密的学位论艾存解密后适1 1 j 小投权说1 9 ) 学位论文作者签名：弼l 国礁 吁师答私： 签字同期： 。1 7 年f ，j6 f1 签。芦h 其j | ： 。7 年月同 学位论文的主要创新点 一、服装结构规律研究，采用参数化方法建立纸样与体型的联系， 实现纸样各部位关系的连带变动； 二、采用贝塞尔拟合曲线算法拟合具有柔性特点的服装纸样曲线， 更进一步符合人体及服装造型的要求。主要完成男装西服曲线部位拟 合，建立曲线部位的数学模型，如袖笼曲线，领围及侧缝处等； 三、以v b 语言为平台，定制开发系统实现西服纸样的自动生成、 加缝份及放缩功能。 第一章绪论 第一章绪论1 帚一早珀t 匕 随着生活水平的不断提高，人们对服装的要求越来越高，这就需要服装企业 在原有的基础上更加注重其效率。计算机辅助服装设计技术在其三十多年的发展 历程当中，始终是围绕着为专业人员提高效率的辅助工具这一思路进行，由此丌 发出的产品都是交互式操作系统。系统的操作要求专业人员通过长期的学习和熟 练过程，学会使用电脑提供的新型工具进行设计创意的表达，而繁琐的设计纸样 过程并没有从根本上改变。这就造成了新的问题：企业花大价钱购进设备，却达 不到预期目标，致使设备资源的浪费，严重阻碍了c a d 的进一步发展和推广。 随着服装企业自身向信息化、高速化发展的趋势，对功能更新更强大的软件系统 的需求与传统的交互式繁琐操作矛盾同益突出，使得企业对全新的智能化服装设 计系统的研制提出了迫切要求。 1 1 国内外服装c a d 的应用现状 国外早在七十年代就开发出服装c a d 并对其进行应用。到现在已经相当成 熟，例如美国格柏公司的g e r b e r 服装c a d 系统、西班牙i n v e s i r o n i c a 公司的艾 维系统、法国l e c t r a 公司的力克系统。目前国外c a d 系统己很完备，尤其是在 数据库共享、数据远程管理、网络化应用及三维服装c a d 系统开发等方面的均 领先于国内，但在参数化专家系统设计方面也在研究阶段，尚未有新的研究成果 问世。 目前国内对于计算机取代手绘纸样的研究已有很大进展，主要集中在服装 c a d 方面，比如杭州的富怡c a d ，智尊宝c a d 系统，佑手c a d 操作系统等。 它们的出现解决了由手绘到计算机绘图的问题，大大提高了绘图速度，提高了总 体效率，但工厂里服装c a d 利用率仍然很低，具体表现在使用各种软件都是在 进行重复的画点、线的工作，效率低下。而且对于那些对计算机操作不十分熟悉 的老师傅来说他们宁愿用手画，导致c a d 在服装企业的利用率也不过百分之十 几。 介于以上问题以及为实现服装量身定做系统，本文在现有服装c a d 的基础 上改进，确定纸样与体型的关系使设计更加智能化，适合对计算机操作不熟悉的 人使用，大大提高了工作效率，让服装c a d 真正走向工厂。本文解决的另一个 难题是实现西服纸样的智能化。介于西服打板的复杂性，费时性，以及一直以来 天津。i ：业人学硕十论文 使人们头疼的难题，本文将实现西服纸样的自动生成，目的是使绘制纸样工作人 员从繁杂的重复工作中解脱出来。 1 2 国内外现有软件介绍 1 美国格 e t ( g e r b e r ) 格柏系统是国际先进的服装c a d 系统之一，其系统有以下特点： ( 1 ) 采用工作站形式实现从纸样、放码、排料一体化，软件采用x w i n d o w 加强式菜单驱控界面及u n i x ，多用户，多任务能力，兼备同步作业，具有强大 的联网能力。 ( 2 ) 硬件在配置方面具有高快、兼容、高解析度( 1 2 8 0 xl0 2 4 ) 的特点，特 采用区域网络乙太网络b n o 介面板，使介面友好、亲和。绘图宽度最大可达2 4 米宽。 2 法国力克( l e c t r a ) ( 1 ) 中文软件，不分工作站等级，具有高度亲和性，m e n u 目录交谈式设计。 附有象形符号小键盘。 ( 2 ) 具有良好的组合、扩充性能。 3 西班牙( i n v e s t r o n i c a ) ( 1 ) 界面美观，可以草拟，创作显示单件服装以及整件服装的设计图稿。图 纸和设计图像可以用色彩扫描器、录像机等直接输入计算机，此程序使用简单， 可在几分钟内完成大量设计【1 1 。 ( 2 ) i n v e s m a r k 是一套全新的电脑排料、放码系统，具备快速估料、简 便入样、自动放码、电脑起头样、自动排料、交互式排料、成本预算及排料分配、 量身打板等功能，实现网络化共享资料。 4 我国7 1 0 研究所的航天系统( a r i s a ) 该系统由款式设计、样板设计放码、排料及电脑试衣五大模块组成。其中在 样片设计中，采用各种样板设计方法，如原型法、比例法、d 式裁剪法等；曲线 设计方面，突出一点为专用曲线板的设置，使设计师在曲线造型方面更灵活、方 便。 5 智尊宝c a d 智尊宝纺c a d 系统由四个模块组成：打板、自动打板、放码以及排料。其中， 打板与自动打板的区别在于打板模块只能完成打板操作，而自动打板模块可以实 现打板和放码两项操作。并且，由打板模块生成的后缀为b p s l 幂j 文件，可在自动 打板模块中打丌。反之，却不能实现。此外，自动打板模块中还有“脚本编辑器”， 第一章绪论 可自动跟踪记录所有的操作步骤。 6 佑手c a d 佑手软件公司的佑手c a d 系统由三个部分组成：打板、排料以及服装c a p p 。 佑手打板即佑手数字化版房系统，具有打板和放码两个功能。系统把制图的全部 需要按类别分为四个层：框架层、结构层、裁片层以及打印层。各层工具功能各 不相同，且只能在本层操作。但框架层和结构层的图能同时显示在同一窗口中。 此外该系统可自动添加和隐藏尺寸标注，使得纸样绘制准确清晰不会混乱。新增 加的服装c a p p 有助于操作者合理安排服装制作时间，工人省去了复杂的计算部 件的用时，提高了加工效率。 7 樵夫c a d 樵夫工作室由结构、裁片和排料三部分工作组成。单击这三个图标中的任意 一个，可以实现三个工作室之间的相互转换。也就是说，系统内部数据联系紧密， 无打板、放码、排料的严格区分。系统工具形象生动，计量单位、打板方式不受 限制，直观清晰，修改方便。此外，本系统可自动添加尺寸标注，并可修改、移 动或删除。 1 3 服装c a d 发展趋势 服装c a d 发展至今在绘图方面已经很完善，可是它仍然具有局限性，刚毕 业的大学生操作很好，可是经验不足，绘图有出入。计算机水平较弱的打板老师 傅，不愿意用c a d 操作，这就造成服装c a d 利用率颇低。但随着科技的进步， 计算机取代手绘、成衣的工业化标准生产取代小规模制作、高效率打败低效率， 以及客户本人参与服装设计，并选择自己喜欢的款式，将是服装业的发展趋势。 目前，国内外开发出的服装c a d 产品都是模仿人工的交互式系统，功能强 大，基本能满足制作要求，但功能模块不集中，工具太多，影响操作。现在的 c a d 系统模块是各个c a d 系统的主要组成部分，只是分工不刚2 1 。好的系统模 块应该专业性较强，功能较为集中。建立专业化功能集合模块，研发容易操作的 服装c a d 系统，缩短设计师的适应期，让设计师充分感受到计算机辅助设计系 统的优势所在，专业、简便、快捷、高效的功能模块设计在软件升级服务中显得 尤为重要。人工智能的发展，专家系统概念的提出与研究，为服装c a d 的智能 化模块开发注入了新的活力。结合智能化的专家系统，通过对工具的改进与功能 模块的建立，来顺应服装c a d 系统的智能化趋势，正是未来c a d 技术的发展 方向之一。 天津t 业人学硕j 卜论文 1 3 1 专家系统概述 专家系统( e x p e r ts y s t e m ) 是人工智能的重要应用领域，产生于2 0 世纪6 0 年 代，是一种像某一领域的专家一样，向用户提供i 口- j 题解决之道的计算机系统【3 】。 它储存有大量的专门知识，包括实际范例以及本领域专家们所具有的经验和规 律。其主要的实现方式是软件，通过软件综合整理、保存、再现与传播专家知识 和经验，从而实现模拟专家做决定的过程，来解决那些需要专家才能解决的问题。 目前已经出现了诸如“计算机老师、“计算机化学家”、“计算机矿物学家 等专门领域的专家系统，并在各领域起着帮助各方面专业或非专业用户提高工作 效率的作用。 由于服装设计过程中7 0 的工作为重复性工作，即相近款式的设计打板时有 相当一部分工作是重复进行的。因此人们开始想办法减少重复工作，于是，智能 化纸样设计想法被提出，由此引进了服装行业的专家系统，服装行业的专家系统， 可以首先在服装c a d 系统中实现，它包括几大模块【4 】( 图1 1 ) 。如通过c a d 打板 专家系统界面，输入打板所需的款式要求、人体尺寸、号型大小、各部位数据关 系等数据，专家系统便会自动在计算机中画出我们所需的合格纸样，从而大大降 低了打板难度，加快了打板速度，提高了打板效率，同时保证了打板的准确性。 还可吸收优秀服装设计师和排料师的经验，构成自动样片设计、自动排料系统。 利用人工智能技术，可以帮助服装设计师构思和设计新颖的服装款式，并完成从 款式到服装样片设计的专家系统。纸样智能化是服装c a d 系统的发展趋势。 专家系统的三要素包括以下三方面： 1 知识库即存放启发式经验知识的库，包括书本知识和实践经验，是决 定一个专家系统性能好坏的主要因素，包括服装结构设计专家知识的获取与描 述、知识库的建立、推理机制的建立等【s 1 。要建立一个智能化c a d 系统，首先 要从众多的结构设计专家那里吸取经验，并归纳总结，用文字加以描述。专家知 识的积累以及在专家系统中发挥作用，需要形成知识库，即建立各种款式类型、 各种部位的典型样板数据库，并按一定的逻辑规则和数据结构，将其存放在计算 机里，以便系统和用户随时调用和修改。不过，由于一个服装结构设计专家的成 就，往往需要几十年经验的积累，所以专家知识的获得存在相当难度。当然，这 也从另一个角度体现了建立计算机专家系统的价值。 2 推理机即对知识库中的知识，通过逻辑规则进行推理的程序模块，是 根据专家的思维规律及其知识对系统进行控制和调节的部分。它把从服装结构设 计专家经验中得到的舰则，运用到用户提供的新的数据中，从而得到用户所需的 样板。 3 人机界面即用于联系用户与专家系统、人机交换信息的窗口。专家系 第一章绪论 统的生命力在于它能同用户一起组成高性能的人机共存系统，友善的用户界面是 这种人机共存系统的重要组成部分。未来服装c a d 应用的趋势，是使非专业人 员利用专家系统完成专家级的服装相关制作，所以用户和系统之间一般用面向问 题的受限自然语言进行交互作用。新一代的人机界面应该是图文一体的、多媒体 技术融合的、友善易懂的界面。 一一、 i 智能服装g a d 系统 、一i 1 3 2 参数化纸样设计 图1 1 智能服装c a d 模块图 虽然服装纸样设计通常是平面结构设计，但它仍与服装的整体效果紧密相 关，因此服装纸样设计可以用各种不同的参数或参数关系替代，以实现该形体各 部位尺寸或尺寸关系进行设计。当给参数赋值或改变原始参数关系时，形体就会 发生相应的变化，新的形体就会自动产生。其参数化程度越高，一次性设计越彻 底，对该设计的修改就越容易，设计效率就越高；参数设计及参数关系确定得越 科学，纸样设计就越合理。 参数化设计包含了三个基本要素，即参数( p a r a m e t e r ) 、基于形体特征的设 计( f e a t u r eb a s e d ) 、统一的相互关联数据库( s i n g l ed a t ab a s e ) 6 1 。在参数化设 计中，形体的尺寸不仅仅是一个值的符号，而且它还允许将数学表达式和逻辑定 义关系与形体特征相关联，我们只需修改关键参数就能自动修改其他尺寸，直至 修改形体本身。 将参数化设计思想应用在服装纸样设计中是非常成功的。参数化设计可以方 便的实现连动式变化，便于打板人员修改纸样，避免大量不必要的重复工作。 1 4 本课题研究的目的及意义 为了提高服装企业的生产效率，c a d 系统的应用发挥了重要作用。它把专 业人员从复杂的纸上绘图工作中解救出来。其主要优势体现在实现大量运算的放 码和排料上。但与之同时又有新的问题产生，大多数c a d 系统都是由一些经过 天沣i ：业大学硕十论文 特殊培训的专业人员来操作，对操作者的熟练程度和经验程度要求很高，而且在 操作过程中都要重复的做一些画点、线、圈的工作，比较费事。企业罩有经验的 老师傅一般计算机操作能力都很差，他们都不用c a d 系统来绘制纸样，导致c a d 在企业的实际利用率较低。为了提高c a d 在企业的利用率，改进以往的c a d 操作方法，降低专业知识的要求，减少计算机步骤操作，是极其重要的。因此， 研究纸样智能化生成操作系统会对c a d 在企业中的实际使用有很高的应用价 值。同时，这一研究也是服装量身定做生产系统的一个重要组成部分，三维人体 测量完成后，客户选择好自己喜欢的款式，接下来进入服装纸样设计系统，将先 前测量的数据输入即可得到服装纸样。它生成的纸样省去不少重复工作，为后续 成衣制作提供了便利条件。 智能化纸样生成系统是服装量身定做系统中即非接触式人体测量的第二环 节，它能够实现服装c a d 快速打板过程，同时纸样自动化生成在同类型服装中 避免了大多重复工作，减轻板师的疲劳度【7 1 ，利用省出的时间去完成下一款服装 的打板，提高了打板效率。同时，客户能够参与自己服装的款式设计，方便的选 择自己喜欢的款式及部件搭配。服装量身定做系统的最终目的是使人们自主选择 适合自己的衣服，而不是像以往那样被动的去选择服装，企业也可以更加准确地 满足客户的意愿。其中设想量身定做系统实现步骤如图1 2 所示，本课题就是本 着这一思想去完成部分纸样的智能化生成。 1 5 本论文主要工作 图1 - 2 服装量身定做系统实现步骤 本论文的主要工作是在对比现有服装c a d 软件不同特点的情况下，结合目前 市场的需求，分析服装c a d 的发展趋势，就其发展趋势一参数化纸样自动生成 第一章绪论 进行研究，并通过程序编辑实现男装纸样的自动生成系统。主要工作如下： 1 各种服装c a d 软件功能的对比，从页面工具设计到各种工具的使用过程 对不同类型的c a d 进行分析，将分析结果融为一体，希望在服装c a d 的使用方 面加以改进，即操作简单化，提高其利用率。 2 服装结构规律的分析，纸样结构的研究，采用的计算机图形生成方法， 人体数据与纸样图形的关系，如何选择特征数据( 控制部位尺寸) 驱动纸样变化， 在原有系统的基础上进行改进，使系统更加人性化，方便快捷的操作。 3 介于西服纸样的复杂性，难实现性，本课题将实现西服纸样的自动生成。 找西服纸样各部分结构关系，确定其特征点，用参数化方法表示各个关键点及线 条之间的控制关系，最终实现西服纸样的智能化自动生成。 围绕上述工作进行的具体工作有以下几点： ( 1 ) 建立数学模型，利用贝塞尔曲线等数学工具分析。 ( 2 ) 将西服用数学模型解析，即各点坐标确定，各线条长度参数化。 ( 3 ) 利用v i s u a lb a s i c 语言实现数学模型的编辑。 ( 4 ) 建立自动生成实现平台，将参数化模型在平台上展示。 ( 5 ) 西服样板自动生成系统实现。 1 5 1 软件对比操作 不同类型服装c a d 软件的熟悉使用，并在此基础上将各种软件的优势和不足 指出，以供新系统开发时参考。新系统将集中各c a d 软件的优点，更加实用。同 时新系统还将加入专家知识，自动生成纸样库等，可以实现纸样的自动生成，此 样板设计又叫一次性设计。在新系统中参数化方法的应用将给以体现。 1 5 2 纸样曲线数学模型的选择 新系统中最主要的内容是智能化纸样的生成，然而实现这一功能首先需要将 服装样板图转化为数学模型，数学模型的建立可以用曲线模型实现。由于服装结 构线条关系的特殊性，需要找到最佳表达结构线条之间关系的模型。于是我们通 过对贝塞尔曲线、贝塞尔样条曲线、多项式插值曲线、b 样条曲线、三次参数样 条插值曲线等做了编程实验分析后发现：贝塞尔曲线与其控制多边形之间的关系 直接简明，使得曲线的拟合与计算相对容易。这对满足交互式图形设计系统对显 示速度的要求尤为重要。贝塞尔曲线的端点性质也能适应和满足服装设计的要 求。因此最后确定采用贝塞尔曲线作为本系统的曲线数学模型。 天津i ：业人学硕十论文 1 5 3 曲线的连接 本课题分析了贝塞尔曲线的端点性质，控制向量的特点，在此基础上设计了 光顺连接两相邻曲线的功能。 1 5 4 曲线的计算 服装衣片从某种角度来看，是由各种曲线和直线构成的形状不规则的几何图 形。对几何图形的绘制和编辑，即对构成其形状的直线、曲线的编辑修改过程， 这其中包含着大量曲线的计算工作。它们是决定纸样生成的关键，只有将复杂的 曲线显示出来才可以实现纸样的自动生成。 1 5 5 系统实现 在上述服装原型的解析模型及其在平面上展丌的数学模型基础上，编制出服 装模板生成系统。即利用v b 面向对象的程序设计，对系统界面，需要的工具， 及其他辅助功能进行设计。然后逐一实现其功能。实现样板自动生成功能时所用 的数据为量身定做系统的第一步工作完成的即三维人体测量系统测量人体后所 得的数据，由此得到的样板为量身定做系统的中白j 环节，为后续成衣制作提供了 条件。 在实现各功能的基础上，利用参数化方法找出纸样各点及线条之间的联系， 建立数学模型，用参数来表示各个关键点之间的联系，根据所提取的用户的相关 信息，将各个关键点之问的尺寸确定下来，然后用弯曲线，或直线将各个关键点 连接起来，生成纸样。系统生成后，通过实例操作，考证系统的可用性。 1 6 小结 本章绪论部分重点介绍国内外服装c a d 现状及存在的问题，确定本文所研 究课题的理论和实际意义，主要从以下两方面进行概述： 1 本章从国内外现状和企业需求方面分析服装c a d 的应用前景及发展趋 势，提出了本课题的重心西服纸样的自动生成模块实现。 2 通过比较分析提出课题所要达到的技术目标及技术路线实现的方法。 第二章各种c a d 软件功能对比及其发展趋势 第二章各种c a d 软件功能对比及其发展趋势 服装c a d 从上世纪8 0 年代木在我国兴起，并以惊人的速度发展。目前国内 著名的软件已有很多，比如杭州的“爱科”，航天技术的“航天 ，还有日升 ( n a c ) 、派特、力克、富怡、樵夫、智尊宝、佑手等。这些软件在绘图方面各 有千秋。当然他们还在不断的更新中。随着科技进步，服装企业越来越重视生产 效率的提高，所以服装c a d 开始向简单化、方便化发展，工具少，界面简单， 并可以自动生成纸样是服装c a d 的发展方向。这就不得不提到参数化，因为在 实现纸样自动生成及纸样修改过程中，参数化方法始终贯穿整个过程，是极其重 要的方法。目前我国专家系统的建立还在探索阶段，参数化方法的使用还在尝试 阶段，本文将在本章后面介绍参数化方法及其作用。 本文就以上各种c a d 软件在使用过程中的特点进行对比，进而为本文开发 新系统作铺垫，即找到各系统的特点，希望能开发出工具更加完善，操作更加方 便的系统。另外，以上各种c a d 软件在参数化方面均在探索阶段，这是服装c a d 系统共同的发展方向。本文重点在参数化方面做了大量工作。本系统在纸样的自 动生成功能的实现上主要使用参数化方法。 2 1 各软件在使用过程的特点 1 富怡c a d 打板 首先界面复杂，工具齐全，这也正是它可以实现多种功能的优点所在，但同 时复杂的工具又会给初学者带来很多不便，不易迅速掌握。图2 1 为富怡c a d 绘制女西装纸样的简图。 走泮i 业大学硕 论文 。口r 。l 划“曼! 坐一o # 业! ! t 燃”! ! i 垡 l 一 一| i 目2 1 富怡c a d 纸样绘制麻用 曾 打剪u 工具使用：选择该工具，在需要打剪口的位置单击即可完成打 剪口操作。该工具在纸样自动生成过程中也很实用。此工具可在需要打剪口的任 意位置打出剪口。 羁相交等距线工具使用：选择该工具，单击需要移动的曲线条向合适位置 拖动，输入数值即可完成曲线。在领围线制作过程中可用此工具实现，它可以方 便的将领围线平行移动到合适位置。 曩卜省制作1 具使用：选择此t 具，选择省中心点，省尖点向左右打开省， 输入省宽点击回车键则省绘制完成。绘制省在裁片完成后进行。利用此工具可以 方便绘制各种省，单向如臀省，腹省。艰向省如上衣的腰省。 2 智尊宝c a d 打板 首先界面工具繁多这也是它的明显特点，同时它的功能很强大，比其他软件 增加了不少功能，且使用简单易操作。例如：延长线工具，延长至工具叫i ， 垂线工具一( 镜像工具岫，样片对称展开：f 具凸，都非常方便使用。另外在毛 样板的：削作工具中缝份工具“是非常好用的。图2 - 2 是智尊宝c a d 在纸样绘制 的应用。 第二一章荇种c a d 软竹功能对比及其发展趋井 酗2 - 2 智尊宝c a d 纸样绘制应用 一延长工具的使用：只要在已有直线上点击当线条变为绿色时拉动，并在 数据框中输入长度即可完成延长线条的绘制。 叫艇长至工具的使用：选择延长线的墙壁，右键结束选择然后选择要延 长的线条直线曲线均可。线条被延长至需要状态。此工具在绘制领口到措门的部 分时方便快捷。 一垂线工具的使用：选择此工具后，选择垂直基准线在需要作垂线的点上 单击并拖动到基准线位簧，垂线绘制完成。此工具在裤片臀省制作时可以准确的 找到腰线的垂线不必再用三角板做角度为直角的线条，然后去截取等操作。使 用垂线工具画垂线简单易操作，对操作人员计算机要求没有限制，可用度更加广 泛。 “n 坫。镜像工具的使用：选中需要对称出现的线条，点击对称轴的上下两点， 右键结束，此时另一半图像绘制完成。此工具在对称图像的绘制中方便使用，节 省绘制对称图的时叫，并且工具本身使用起来简单易学。 且 u 样片对称展开工具：生成样片后，选择对称轴，单击鼠标即町完成样片 对称展丌。此工具在领片展开时可以使用，且其操作同样简单易行。 缝份工具使用：净片生成后，需要加缝头以完成毛样片的绘制。选择需要 加缝份的线条，右键结束，在数字框中输入数字，然后回车，即完成缝份的添加。 比起其他的加缝份工具它的操作同样简单方便，易掌握。 汁【业人学硕十论文 3 樵夫c a d 打扳 首先樵夫c a d 在界面设计上采用分层的做法，界面简洁，给操作者焕然 新的感觉。其次，在工具使用方面工具简单，有利于初学者快速掌握。图2 - 3 是樵夫c a d 。p 女西装的绘制图。 m n m m j 囝_ i 自：盟 图2 - 3 樵走c a b 纸样绘制应用 其中= 直尺工具在延长线绘制上体现了它简单操作的优点，同时它还可以绘 制平行线。一工具多功能的做法是值得借鉴的。 = 当皮尺工具量取尺寸时任意点之f 6 j 的尺寸都可量取，直线曲线都可以，用 起来非常方便，返比其它皮尺工具要好用。 4 佑手c a d 打板 佑于c a d 同样将界面分为框架层，结构层，裁片层，打印层等，使界面条 例，清晰可见。下图为佑手打板纸样绘制图界面工具少，但功能齐全。 第一章各种c a d 软件功能对比及其发展趋势 每剿删炉“- _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ i _ ，j 5 一” 一， e ： 幽2 4 佑手打板纸样绘制应用 其中a 半圆工具可分别实现角度和线段长度的转动，尤其在长度旋转时应用方 便。 o 自由点工具可以绘制准确的绘制点。在需要确定具体位置时方便快捷。 自橡皮工具的替换点功能，多用于前片腰省变挟刀背缝，用此工具使作省 操作步骤大大简化。 5 派特( p a d ) c a d 此c a d 绘图界面工具集中，工具功能较细致。具体到画点的坐标可以利用 x 轴偏移量，y 轴偏移量实现。另外此系统在画线条时，线条长度不易确定，用 起来不很简单。在绘制四十五度线条时也不像其它软件一样髓时就可以画好，而 是要通过旋转来实现。 矿测量工具使用不很方便，不可以直接拿来就测量。 臣取平行线工具用起来步骤也很复杂，不易掌握。 点对齐工具似乎作用不是很大，一般使用频率较低。 天仆业人学硕h 论立 ：“”“” ：、二e 凄兰蔓- 一 霉l 一 图2 - 5 派特绘图i 具使川 2 2 各种c a d 基本功能模块的对比 从界面设计、工具条、菜单栏、状态栏、工具设置等方面对比上述软件的不 同之处，并将不同软件的优点总结出来，以备新系统之用。为新系统的设置提供 思路。 2 2 l 工作界面设计 在工作界面设盈方面，其中樵夫和佑手采用分层处理的方法，将界面分为可 执行的几个层次。这样设置的优点是：层次清晰，工具简单使用方便，给人清 新的感觉。其他几个软件功能实现都在一个层面上进行。 2 22 数据输入方式 在数据输入方面，通常c a d 软件都是以操作完毕即弹出对话框的方式录入 数据，但也有系统采用数据输入框输入数据来再己台执行命令，且其数据输入框一 般位于状态栏中，如智尊尘纺c a d 系统和开升c a d 系统。而佑手c a d 系统和 樵夫服装工作室则是通过双击尺寸数字，来弹出对话框输入数据的。在数据输入 方面遵循快而简单的原则即可，以上几种方法均可。 2 2 3 工具条的设置 在工具条j j 面，e i 前备类软件基本l 郝采用的是w i n d o w s 固有的图柄；按钮 第一章各种c a d 软件功能对比及其发展趋势 以及按钮组件的形式并且在操作中只需将鼠标放在图标上，在图标下面即会自 动显示图标名称意义，如图2 _ 6 所示，但也有像力克c a d 系统那样的文字按钮 的形式，如图2 7 所示。此外，一般工具条的位置在工作医的上方、左方或右方。 工具条设置方面还是应该有文字说明，井在使用时在下方一定要有工具使用提 示，这样有利于初学者迅速掌握软件的使用方法。 图2 - 6 一般c a d 系统国标使用图2 4 力克工具条设置 2 3 参数化打板方法的优越性 通过使用对比参数化和非参数化服装c a d 系统可知参数化打板方法的优 越性主要体现在以下四个方面： 1 制图过程的简化 与非参数化打板相比，参数化打板的优越性显著体现在其系统内部具有自动 计算的功能，在参数输入的同时，系统实现了计算过程加快了制图速度，如丝 绸之路、佑手c a d 等。以丝绸之路为例，其输入参数对话框如图2 - 8 所示，可 直接进行数值输入或是采用参数输入。在对话框的右下角有计算器图标圜，单 击可弹出“计算器”对话框，如图2 - 9 所示，在此对话框中可直接调用参数，简 化计算过程 冒曩一殍蔓算! 黑罔 匿量誉li 圄塑 i 口“m * 豳“nli 摩薛爿羔j j ，l i 圈nj 国il 缫螽糊睦1 二：一l 翻2 - 8 调用参数 图2 - 9 计算器 2 创建相关部位之间的联系，以便于数掘的调整与纠错。 0；蚶琵巍驻臻 天津t 业人学硕+ 论文 作为服装专业制图软件，服装c a d 系统应具备创建相关部位之f f i j 的联系的 功能，使之可以实现连动修改，以便于数据的调整与纠错。以女装上衣原型为例， 其要求前后肩线长度一致。一般的服装c a d 系统只能单独修改前肩线或是后肩 线，过程比较复杂，修改也比较麻烦。所以，若是在前后肩线之间建立联系，使 二者之间产生连动修改，则可简化修改过程，使制图过程更加高效。 3 是实现纸样自动放缩的基础 纸样放缩是依据人体号型规格中有关人体各部位的档差数值，对纸样母板进 行放大和缩小的过程【8 1 。自动放缩的基础是把不同款式的服装纸样的参数化数据 存放到数据库，以便在操作过程中随时调用。对于参数化打板系统而言，建立规 格表是必要前提。因此，可以说参数化打板系统为纸样的自动放缩，做好了必要 准备。 此外，记录打板过程对于纸样自动放缩的实现也是至关重要的。到目前为止， 为我们所熟悉的打板记录方法主要有两种，即操作过程的记录和创建点的记录。 对于大多数参数化打板系统而言，采用的是创建点的记录方法。也就是说，先定 点再定线。并且，其纸样的变动和修改都是以点的变化为基础的。而智尊宝纺和 佑手使用的是操作过程的记录方法，简化了图形的修改过程。但具体而言，二者 也不是完全相同的。智尊宝纺记录的是每一个操作过程，准确而详细，如图2 1 0 所示；而佑手则是将每一步操作以图形结果的方式记录下来，简洁而清晰，如图 2 1 l 所示。论其优劣，可谓各有千秋。智尊宝纺详细记录的打板每一个操作过程， 可用于整个打板过程的回顾，便于日后对该板的调用及修改。佑手打板系统对结 果的记录，简洁清晰，尽可能少的占用数据库的存储空间。但是对于一些对打板 过程并不十分精通的工作人员而言，在再次调用修改的过程中会失去一些依据性 的资料。 第二二章各种c a d 软件功能对比及其发展趋贽 孤 图2 - 1 0 智尊宝过程记录图2 - 1 1 佑手步骤记录 4 可用于创建参数化纸样库，便于日后的调用和修改。 通过计算机创建参数化纸样库，以互动的方法进行服装结构设计，从建立服 装基本原型开始，根据原型互动产生主要类型的分原型，以至细化到建立服装部 件参数化纸样，并配合各种辅助修改工具，对库存纸样加以利用，并根据实际情 况不断地扩充纸样库，可以从根本上提高打板的速度。如智尊宝纺c a d 系统中 的“绘图一一片袖一”，可提供自动绘制袖山的功能，并可根据具体要求完成变 更，如图2 1 2 所示。 翻2 1 2 自动绘制袖山功能 参数化打板方法摒弃了以往先用公式计算好各部位的尺寸数据口i ，再通过菜 单和工具，逐一输入计算所得数值，来画出衣片图形轮廓线的方法，避免了大量 天津1 ：业大学硕十论文 使用“删除”、“重复”等编辑命令，极大地改善了衣片图形的设计和修改手 段，节省了制图时间，提高了打板的效率，并推动打板模块向智能化方向发展。 2 4 新服装c a d 软件的开发 对现有各服装c a d 功能进行对比后，本文提出新软件的开发思想，为以后 的服装c a d 研发提供思路。新软件集中了现有c a d 的各功能的优点，并且在 此基础上增加了智能化模块，以实现各类裁片的自动生成功能，以此减轻板师的 繁重工作。 2 4 1 界面设计 在对以上不同种c a d 软件进行对比后，总结他们的优点来设计新系统的界 面，使其更加人性化，看起来简单明了，工具少，这样操作者掌握较快，用起来 得心应手。 界面设计仍然采用图标的形式，直观简洁，便于操作者很快熟悉。在工作层 的分配方面要实现分层处理，分为绘图层，结构层，裁片层，打印层。各层分工 不同，每一层的操作对应每一层的工具，不仅使界面清晰，还便于操作者在极短 时间内学会使用工具，不会操作混乱。 1 菜单栏 最上方仍然是菜单栏的设计，这一点和其他软件没有区别。包括文件，编辑， 样片处理，标注，检查，视区，窗口，帮助。 2 工具设置 即按钮的摆放。按钮的摆放需要分层摆放，这样设计的原因是打破之前的单 界面摆放工具模式，由于单界面摆放使得界面看起来内容过于集中，工具繁多， 打板和放码工具位于同一界面容易混淆，不利于初学者查找工具以及熟悉工具的 用法。分层摆放不仅克服以上缺点还使得界面看起来简洁清晰，一目了然，便于 操作者高效率操作。 3 状态栏 状态栏位于系统工作界面的最底部，显示当前选择的工具及该工具在使用过 程中操作步骤的提示。 4 工具条 在工具条设计方面采用w i n d o w s 图标按钮以及按钮组件方式，图标形象生 动，给界面增加活力，当鼠标移动到图标下方时，屏幕会显示图标的名称及其用 法。 第二章各种c a d 软件功能对比及其发展趋势 5 数据输入 数据输入通过鼠标双击要修改的线条，系统自动弹出数据框，用户只需输入 要确定的尺寸即可完成数据输入功能。 自动添加尺寸标注，并可通过“修改 工具进行修改、调整。鼠标右击尺寸 数字可删除尺寸数字，右击点可显示其作图过程，也就是尺寸标注。 2 4 2 功能模块的实现 新开发的软件在现有c a d 基础上增加了智能化模块，即样片的自动生成功 能，此功能的实现需要以下几个步骤： 1 数学模型的建立。确定自动生成样板的种类，将样板用数学方法解析，确 定其中一点，以此为参照确定样板各顶点坐标。线条与线条之间的关系用参数化 方法给以确定，即各线条的关系通过换算用一个或几个变量的关系确定。曲线的 表示用贝塞尔曲线完成，采用确定坐标法拟合整个曲线。 2 利用v i s u a lb a s i c 程序语言实现数学模型的转换，建立操作平台，进而实 现样板自动生成功能。 3 以v i s u a lb a s i c 语言设计智能化系统实现的平台，最终实现各类样板智能 化生成，避免以往的样板重复性工作。 系统完成后，借助v i s u a lb a s i c 平台独立运行系统，不必启动v i s u a lb a s i c 运行环境，只要机器上装有v b 即可。系统主要功能如下： ( 1 ) 调用规格表功能。 此功能用于设置裁片各部位的规格尺寸与档差，例如一件西服的规格表，设 置胸围、背长、领围、腰围、衣长、袖长、袖口宽等部位作为待用参量，其规格 和档差可以按一定规则( 例如使用数字码) 设置。关于这一功能，可扩展至使用 不同国家的号型标准建立相关的号型库，在规格表建立的时候进行直接选择和调 用，以便进行纸样的放缩。 ( 2 ) 样板自动生成功能。 此功能的实现是通过将样板各点及线条关系参数化，用户只需选择服装款 式，然后参照规格表输入生成样板所需尺寸，点击样板生成按钮即可实现样板自 动生成。参数化实现是通过直接设置某一参量的名称以及相对于另一参量( 已存 在) 的位置与大小。在剪口的实现过程中表现尤为明显，例如既相对与某一参量 x 的横坐标在其坐标轴正方向( 右侧) 某一位置x 1 ，设某一点名称是剪口1 ， 此时光标停留在x 并向位置x 1 移动，当移至该位置时，已经设置的点会自动显 示，点击该点，可绘制剪口。并且此时x 1 的大小可通过修改该参数表进行调整。 实现了自动绘制剪口的功能。 天津- ：业人学硕士论文 以上介绍新软件中增加的智能化模块的建立及实现功能。用户选择好自己喜 欢的服装款式图，从三维人体测量工具测得的人体各部位数据中，挑选系统所需 数据输入到智能化模块数据界面，点击自动生成按钮，被选中服装的纸样生成。 以上操作初步实现了服装量身定做系统的第一二环节。后续工作还有纸样的校 对，面料裁剪，成衣制作等。后续工作会在以后的课题研究中陆续进行。 另外在以后的研究中还将实现扫描图的参数化，即将手工打好的纸样利用扫 描仪读入计算机，c a d 可以通过一系列算法将其参数化，以方便纸样的放码等 操作。这个工程