计算机辅助首饰设计的模型创建与应用

计算机辅助首饰设计的模型创建与应用

计算服装设计是现代服装设计中常见的表达方法之一。随着计算机制造技术的快速发展，服装设计中的计算机设计和服装快速加工设备中的服装样品的生产已成为珠宝首饰公司开发产品的重要组成部分。现有的计算机辅助设计软件主要有jewelCAD、Rhinoceros、Matrix、3Design、3dsmax等软件,在这些软件选择中,基本依据企业所使用的设备或生产的技术要求而定,没有本质的区别或好坏的差异,但在其模型的建造过程和最终效果图的渲染中却存在一定得差异,甚至能影响到最终的生产效果。在计算机辅助首饰设计中,软件的使用如同手绘的表现一样,是展示设计师思维的一种直观方式,也是表述首饰语言的视觉传达,在其制图和设计过程中,一方面是技术层面的准确、高效和严谨,另一方面是首饰形态的美学和首饰工艺的考究。无论使用手绘表现还是电脑设计都只是首饰设计过程中的一种表现形式,在创意及思维过程中,最核心的还是设计中自身的文化底蕴及创作理念。一、如何设计和施工首饰设计表现技法是首饰设计过程中的基本技能,也是描述首饰形态、结构、材质、色彩、工艺的表现形式,是对首饰产品进行设计和策划过程中的一种技术方法和表现过程。目前常用的主要有手绘首饰设计和计算机辅助设计两种方式,在手绘表现过程中,以快速、灵活且富有变化而常被用于设计的思维记录及设计草图的表现中;计算机辅助设计因其数据准确、结构清晰、高度对称并结合计算机辅助制造技术的使用常被用于对首饰的样板制作和生产加工中。1.创建首饰模型及设计过程在计算机辅助设计过程中,需要设计人员根据首饰产品的设计定位或客户的需求事先绘制手绘的草图,在草图的基础上确定首饰的形态特征、尺寸数据、宝石大小及数量、色彩搭配、首饰结构、首饰重量等细化内容,再选用合理的电脑设计软件进行首饰模型的创建,并利用软件工具完成首饰细节的建造,包括镶嵌方式、宝石石位开孔、制作通花和夹层、掏底和封底片等技术步骤,最后是结合计算机辅助制造设备的要求设计模型的水口或支撑架,以完成计算机辅助首饰设计的整个过程。2.计算机在首饰设计中的应用经过近二十年的发展,计算机辅助设计软件的不断升级和完善,现在流行的软件都能较好并快速的完成首饰的设计过程,达到企业的生产工艺要求和实现计算机辅助设计和计算机辅助制造一体化技术。比较传统首饰设计和生产的过程,计算机辅助设计主要存在以下几个特征:(1)视觉直观手绘效果图是通过二维图纸来展现三维效果,需要一定的想象能力和三维思考空间,计算机辅助设计能较好的通过三维视窗进行直观展示,在设计过程中,通过物体的上下、左右、前后六个平面视图加上立体视图,可以任意的选择所设计的模型进行全方位的展示,既能清晰的了解首饰的形态特征和结构方式,又能便于视觉效果的把握和色彩材质的调整。(2)数据准确在建模过程中,数据的准确是生产顺利进行的保障,计算机辅助设计的精确度能达到0.01mm,这是传统手工起版远不能及的精确程度,尤其是在多粒宝石的群镶过程中,宝石和爪钉的数据大小统一使软件的优势进一步提升。在形态的创建过程中,尤其是在贵金属首饰的模型设计中,重量控制的精确度也是计算机辅助设计的一大优势,在软件杂项中的测量工具中可以选择黄金、铂金、银进行所建模型的重量计算,也可以进行首饰。(3)效率快捷对于复杂模型和高对称性的首饰产品来说,计算机辅助首饰设计的优势更为突出。在建模过程中,只需对一般形态或四分子一的形态进行创建,然后利用上下、左右对称复制或环形复制的命令即可完成,无形中大大提高了首饰设计的效率,降低了制作成本。二、实体建模软件JewelCAD是目前国内使用最多的一款首饰CAD/CAM一体化软件,它是一款实体建模软件,操作比较简单,学习起来比较容易,功能也比较强大。1在其建模过程中,主要的特点是利用导轨放样的曲面生成技术,使用多导轨和多切面做到首饰模型的创建,很大程度上方便了不规则模型和反带形体的成型要求。1.创建首饰形态在jewelCAD的建模过程中,主要采用两种方式进行模型的成型,一是在线条的创建基础上,利用三维工具将其成型,主要有直线延伸曲面、纵向和横向环形对称曲面、线面连接、管状曲面、导轨曲面等。而是直接利用实体工具进行模型创建,也可以在基本形体的基础上,通过布尔运算的方式修建出需要的形态,主要使用块状体、多面体等实体工具或布林体等修改工具创建首饰的形态。也可以在两次成型原理的基础上,综合利用软件的工具命令,创作出符合设计要求的首饰形态。2.形态的调整细节根据首饰产品的加工工艺和技术要求,在jewelCAD的建模过程中,要特别注意建模的方法和建模的准确性。为能完整的按照图纸的要求绘制形体,在其形态的调整中需要设计者反复的调整细节,主要有以下几方面的技巧可以推敲。一是需要在创建的线条上布置均匀的CV点,在调整各CV点时候需要寻找参考物或坐标进行;二是在模型的创建中能利用竟可能少的点数和线条表现首饰的结构和特征,点数越多越难控制;三是在形体的修剪过程中,使用布林体工具时要详细检查剪切后的断面是否均匀一直;四是在粘石或种爪过程中,要调整和宝石与宝石之间的数据,宝石与爪钉之间的间隙以及宝石与金属边的距离。3.工具界面介绍在所有的计算机辅助首饰设计软件中,jewelCAD的优势明显但缺点也很突出。其主要优势在于制作效率高,界面简单,工具简介,容易掌握和成型效果良好,并能友好的协调后续的计算机辅助制作技术。其缺点主要在于对不规则形态首饰中的宝石的排列过于繁琐,对部分复杂形态的创建有一定难度,其最大的问题在于对首饰效果的材质渲染基本属于空缺,只能简单的利用宝石或金属贴图材质进行模拟金属和宝石的效果,缺乏视觉美观和效果图的精美。三、实现装置的仿真、染整和染整3dsmax是计算机辅助设计中非常强大的三维软件,可以利用在艺术设计大类的所有三维创作活动中,其强大的建模、材质、灯光、摄像、渲染功能可以达到逼真的视觉效果。在首饰模型设计中,也可以通过该软件直接建模和渲染,设计出首饰产品的效果图,但因其建模方式和数据尺寸的不够精确,往往不能直接用于首饰产品的计算机辅助制造技术中。所以,在jewelCAD建模的基础上,利用3dsmax的渲染插件V-ray进行首饰产品的材质赋予和效果渲染,既能满足首饰产品模型的精确性又能展现首饰效果图的美观性。1.复杂分件输出在jewelCAD中绘制好首饰模型后,需输出IGES格式的文件,并在3dsmax中导入。根据文件的大小或复杂层度,往往需要分件输出和分件导入,需仔细观察文件输出输入中是否有出错的局部面块或存在破面。在3dsmax的渲染器设置中选择V-ray渲染器,并结合模型赋予相应的V-ray金属材质、宝石材质,配置V-ray灯光,调整V-ray渲染器的参数,一般需要在环境效果和天光中添加hdr贴图,以确保金属和宝石材质的质感。2.染明设计及染料设计中的染色板件设计在珠宝首饰设计中,无论是金属材料还是宝石材料,都能给人一种干净、明亮、甚至晶莹剔透的感觉,贵金属材质反射强烈,宝玉石则光泽诱人,部分晶体材料折射感强。在V-ray渲染器中,经过人工场景、灯光的布置,结合V-ray强大的渲染功能,几乎可以渲染出模仿真实场景的效果和质感。V-ray对建模的要求不算很严格,也不容易出现漏光、漏影、黑斑等问题,即使出现了也容易纠正。除此之外,V-ray在材质表现方面优秀,尤其是金属、玻璃这类材质,其光感能被很好地表现出来。在渲染设置中,还需注意材质和光的细分设置,对于宝石和金属材质来说,一般都需要有较大的细分值,以渲染出细腻的材质效果。在计算机辅助首饰设计中,通过计算机软件的使用掌握建模的技巧和渲染的设置,能满足后续生产工艺的要求,做到数据的准确和制图的要求,也能展现设计的魅力和艺术的视觉审美。计算机辅助设计尽管只是设计表现的一种方式,但熟练的计算机操作水平和软件使用技术往往能辅助和解决设计中存在的一些关键技术问题,甚至可以为设计起到锦上添花的效果。四、首饰设计的方法在首饰设计的过程中,利用计算机辅助设计的主要目的是为了满足技计算机辅助制造技