葉 楓， 倪 軍

(東華大學 服裝與藝術(shù)設(shè)計學院，上海 200051)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人類社會已經(jīng)進入高度智能化、數(shù)字化時代[1]。企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)、運營模式受到?jīng)_擊，數(shù)字信息化技術(shù)成為企業(yè)的核心競爭力。為了更好地滿足發(fā)展需求，各行業(yè)在轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念的同時必須改變生產(chǎn)方式，服裝行業(yè)也不例外[2-3]。傳統(tǒng)的紡織服裝行業(yè)很大程度依賴于人工，但隨著勞動力成本的上升及智能化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，能夠在短周期內(nèi)用較低的成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，成為企業(yè)生存及盈利的關(guān)鍵[4]。計算機數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，可以降低企業(yè)運營成本,提升服裝產(chǎn)品的質(zhì)量,爭取更大的利潤，因此被越來越多的企業(yè)在生產(chǎn)管理過程中采用電腦輔助系統(tǒng)、三維虛擬技術(shù)等。

自三維虛擬技術(shù)引入紡織服裝產(chǎn)業(yè)，如何將其與服裝的設(shè)計環(huán)節(jié)更好匹配，成為企業(yè)經(jīng)營者和設(shè)計者重視的問題。三維虛擬服裝設(shè)計技術(shù)一方面給設(shè)計師帶來了更新穎的設(shè)計理念和更為便捷的信息共享及交流方式，另一方面實現(xiàn)了二維樣板到三維效果之間的轉(zhuǎn)化，設(shè)計師能夠?qū)⒍S平面無法清晰傳達的理念，通過三維立體的形式呈現(xiàn)，并精確把握和調(diào)整服裝各項指標，減少多次制版、修樣造成的浪費。同時能夠?qū)⒄麄€服裝的設(shè)計資料，實時共享于服裝生產(chǎn)鏈的每一環(huán)節(jié)，大幅縮短服裝生產(chǎn)和上市的時間，增加企業(yè)利潤。

1 三維虛擬針織技術(shù)的概述

1.1 三維虛擬服裝設(shè)計技術(shù)的概念

20世紀80年代，三維虛擬服裝設(shè)計技術(shù)開始被應(yīng)用于服裝的生產(chǎn)，它是以傳統(tǒng)服裝的設(shè)計制作流程為基礎(chǔ)，利用虛擬現(xiàn)實和數(shù)字仿真技術(shù)進行服裝設(shè)計生產(chǎn)的新型技術(shù)手段[5-6]。它運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、圖形學技術(shù)、仿真技術(shù)等手段，對服裝造型、色彩和面料進行模擬，并評價其模擬效果的真實性，從而實現(xiàn)服裝設(shè)計效果的虛擬展示[7]；通過計算機對服裝制作過程進行模擬，提高了服裝生產(chǎn)過程中對時間、質(zhì)量、成本和效率的把控，達到優(yōu)化整個生產(chǎn)鏈的目的[8]。

1.2 三維虛擬技術(shù)在針織毛衫中的應(yīng)用

隨著生活水平的不斷提高，人們對服裝的美觀度需求逐漸大于功能性，針織服裝僅有御寒保暖功能已不能適應(yīng)消費者需求，高品質(zhì)、時尚個性化逐步成為針織服裝的發(fā)展方向。近年來，針織服裝憑借紗線花型的豐富變化，在時尚圈占有重要地位[9]。同時電腦橫機在不斷更新迭代，橫機針織服裝的款式更加新穎、花型組織更有特點[10]。

為了滿足人們對快速變化的時尚潮流的追求，更多針織企業(yè)開始追求短周期、高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品豐富的生產(chǎn)模式[11]，并相繼研發(fā)了多款橫機編織系統(tǒng)。德國STOLL公司和日本島精公司在橫機技術(shù)的革新層面處于領(lǐng)先地位，它們分別研發(fā)出各自的花形設(shè)計準備系統(tǒng)[12-14]，致力于橫機針織服裝編織技術(shù)的提高[15]。2011年，日本島精公司推出SDS-ONEAPEX3 3D服裝設(shè)計系統(tǒng)。這是一套支持三維模擬和三維虛擬立體設(shè)計的系統(tǒng)，設(shè)計師可以在模擬人體上創(chuàng)建服裝，調(diào)整服裝造型和尺寸，并利用3D模擬技術(shù)展示成品效果，實現(xiàn)了針織服裝全流程的三維虛擬設(shè)計，更好地把控產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

1.3 三維虛擬針織毛衫設(shè)計的利弊

利用三維虛擬針織服裝設(shè)計系統(tǒng)有以下優(yōu)勢：①明顯縮短服裝的設(shè)計生產(chǎn)周期。工藝師可以線上對樣板和花型進行檢查與修改，同時對每次調(diào)整后的設(shè)計進行模擬，并直接以電子文件的形式發(fā)送給設(shè)計師確認，節(jié)約服裝在樣品修改及制作過程中產(chǎn)生的時間成本和運輸成本，提高服裝的生產(chǎn)效率。②服裝效果的模擬節(jié)約了反復(fù)生產(chǎn)樣品造成的原料浪費，從而降低試樣成本。③就針織產(chǎn)品而言，紗線不僅是必需的生產(chǎn)原料，其流行趨勢更是對針織服裝產(chǎn)生巨大影響。因此企業(yè)能夠?qū)ψ钚碌内厔葑鞒鲎羁焖俚姆磻?yīng)，才能獲取最大的利益。目前，國際羊毛局和流行色委員會都會依據(jù)當季的趨勢，聯(lián)合推出針織紗線的趨勢以及色卡。三維虛擬針織毛衫設(shè)計系統(tǒng)會對紗線信息作出更新，設(shè)計師能夠利用系統(tǒng)快速了解紗線趨勢并加以使用。④三維虛擬毛衫設(shè)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫擁有大量紗線和花型的工藝模板，設(shè)計師可以快速調(diào)取所需資料來完善設(shè)計理念，使工藝師更準確地了解設(shè)計要求，信息的上傳下達精準高效，從而提高設(shè)計生產(chǎn)質(zhì)量。

盡管利用三維虛擬針織毛衫能解決針織毛衫生產(chǎn)周期長、紗線成本高、浪費率高等問題，但仍存在弊端：①目前三維虛擬針織毛衫設(shè)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中收集的關(guān)于花型和版型的資料不夠全面，更新速度較慢，且必須由該系統(tǒng)開發(fā)公司進行資料更新補充；②針織毛衫線密度不同所呈現(xiàn)的效果會有所差別，但三維虛擬針織系統(tǒng)無法清楚模擬出線密度變化后毛衫效果的改變。

2 三維虛擬針織毛衫的設(shè)計方法

三維虛擬針織毛衫設(shè)計是以傳統(tǒng)針織毛衫設(shè)計制作為基礎(chǔ)，從三維與二維相互轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，利用三維虛擬技術(shù)對針織毛衫紗線和花型以及成衣效果的設(shè)計、工藝進行模擬[16]。文中對三維虛擬針織設(shè)計生產(chǎn)流程的研究基于島精SDS-ONEAPEX3 3D毛衫設(shè)計系統(tǒng)。島精SDS-ONEAPEX3 3D毛衫設(shè)計系統(tǒng)從版型設(shè)計與花型設(shè)計開始，通過選擇不同的紗線進行線圈編輯，對織物紗線和花型結(jié)構(gòu)虛擬模擬，并采用3D模擬展示模特試穿效果，最終完成針織毛衫的虛擬設(shè)計[17]。島精SDS-ONEAPEX3 3D毛衫設(shè)計系統(tǒng)可分為3個板塊。

1)版型設(shè)計。三維虛擬版型設(shè)計是二維與三維之間相互轉(zhuǎn)化的設(shè)計，根據(jù)設(shè)計稿輸入服裝尺寸，得到服裝的前后衣片、袖片等各個部分樣板，然后在系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)設(shè)計要求自動縫合，從而得到服裝的立體版型，再根據(jù)版型在虛擬人體上的穿著狀態(tài)對整體造型進行調(diào)整，最后將調(diào)整好的立體版型在系統(tǒng)內(nèi)展開得到服裝的平面樣板。

2)組織花型設(shè)計。組織花型在服裝中的不同尺寸和位置會呈現(xiàn)不同的效果。二維版型設(shè)計時，無法對組織花型進行精準設(shè)計，而在三維虛擬針織服裝設(shè)計系統(tǒng)下，設(shè)計師可以精準定位組織花型的密度、大小、位置和組合方式，并進行效果模擬，即時看到其真實效果。

3)紗線設(shè)計。紗線粗細、紗線毛羽長短、紗線顏色等紗線外觀的差異，都能產(chǎn)生不同的毛衫風格。設(shè)計師可利用三維虛擬設(shè)計系統(tǒng)直接輸入所需紗線或進行紗線設(shè)計，同時根據(jù)服裝不同部位的設(shè)計需求，選擇不同毛羽、粗細和顏色的紗線進行搭配，利用三維虛擬系統(tǒng)模擬真實效果并進行調(diào)整修正。

3 三維虛擬針織毛衫的設(shè)計實踐

三維虛擬系統(tǒng)給針織毛衫設(shè)計帶來更多的可能性，但方法的可行性則需要實踐進行驗證。筆者與“中國李寧”合作進行針織系列服裝的設(shè)計實踐，并利用三維虛擬針織毛衫設(shè)計系統(tǒng)對該系列的組織花型進行設(shè)計模擬。

3.1 設(shè)計靈感

該系列設(shè)計的靈感源于中國藏族傳統(tǒng)編織品。藏族的編織工藝歷史悠久，種類繁多、形式多樣、花型獨特、色彩鮮明艷麗，具有強烈的民族風格和地域特色。藏式編織品最為著名的是藏族氆氌，也被稱為藏毛呢，因其圖案肌理變化多樣、色彩艷麗和諧、染紡織造工藝獨特和織物手感柔軟，常被用于藏族服裝的制作，是藏族人最常用、最能表現(xiàn)藏族特點的服飾面料。顏色圖案不同的藏族氆氌以及利用其所制作的藏族經(jīng)典服裝如圖1所示。由圖1可以看出，藏族氆氌肌理圖案的突出特點是不同顏色和大小寬窄不均勻的色塊組合碰撞，以及因手工編織工藝而具備的豐富肌理。

圖1 藏族氆氌和藏族服裝

3.2 色彩圖案

運動服裝多使用高飽和度的色彩進行碰撞，以體現(xiàn)運動的活力和節(jié)奏感。藏族氆氌豐富艷麗且高飽和度的顏色，能夠滿足運動服裝對色彩的要求。設(shè)計作品的色彩版如圖2所示。

圖2 色彩版

肌理圖案包括條紋元素的設(shè)計和“中國李寧”字體的變化設(shè)計，具體如圖3所示。條紋元素的設(shè)計主要采用3種方法。①改變線條顏色以及線條的寬窄對比；②改變一些線條的質(zhì)感從而豐富條紋的肌理效果；③將不同顏色、質(zhì)感、粗細的線條與“中國李寧”“LINING”和“DHU”字體結(jié)合。在圖案的繪制中需要考慮提花組織的織造限制，提花顏色越多面料則越厚，但較厚的面料不適合運動服裝，因此色彩不宜過多。圖案肌理的整體設(shè)計運用組織花型設(shè)計和紗線設(shè)計的方法，在系統(tǒng)內(nèi)將圖案在服裝上定點設(shè)計排列，選擇不同的紗線進行搭配，依據(jù)模擬效果調(diào)整，從而達到預(yù)想的設(shè)計效果。

圖3 肌理圖案

3.3 設(shè)計效果圖

根據(jù)上述靈感版、色彩版和圖案版，完成該主題系列服裝的設(shè)計，具體如圖4所示。

圖4 最終效果

3.4 花樣組織的三維模擬

3.4.1花樣組織的工藝要求 針織服裝的織造受到紗線、橫機等因素的影響，因此具有極大的不穩(wěn)定和不確定性，在服裝正式上機織造之前，需要將服裝所包含的花樣組織和肌理圖案進行產(chǎn)前樣的制作，并且產(chǎn)前樣所用紗線及其尺寸、圖案需與實際大小吻合，否則無法避免編織過程中因牽引等原因產(chǎn)生的誤差。三維虛擬針織毛衫設(shè)計中最重要的步驟是對組織花樣的模擬，文中利用組織花型設(shè)計的方法，以第1套服裝LINING-01的花形為例，進行三維設(shè)計模擬實踐，第1套服裝的花形工藝要求如圖5所示。

3.4.2花樣組織三維虛擬設(shè)計以織片LINING-01為例，通過三維虛擬針織毛衫設(shè)計系統(tǒng)，利用組織花型和紗線設(shè)計的方法，對其進行效果模擬?；咏M織三維虛擬設(shè)計流程如圖6所示。①設(shè)定樣片基本參數(shù)，包括圖案實際尺寸、組織的針織密度和針型，以及確定花樣組織。LINING-01樣片實際尺寸為21 cm×29.7 cm，該樣片密度為橫向170針、縱向318針，針型為14針，組織為雙色提花組織，如圖6(a)所示。②輸入樣片提花圖案，確定提花顏色。LINING-01樣片為雙色提花組織，字體為白色、背景為紅色，如圖6(b)所示。③選擇樣片所需的紗線種類及紗線粗細。LINING-01樣片選擇13Nm、100%尼龍紗線進行模擬，如圖6(c)所示。④進行三維虛擬編織模擬，如圖6(d)所示。

圖5 織片LINING-01工藝說明

圖6 花樣組織三維虛擬設(shè)計流程

按照上述的設(shè)計流程，得到花樣組織的模擬效果如圖7所示。依據(jù)模擬效果上機編織實物，最終實物效果如圖8所示?？梢钥闯隼萌S虛擬針織毛衫設(shè)計系統(tǒng)，能夠真實地模擬出織物效果，實物效果與模擬圖案大小、顏色以及織物紗線質(zhì)感等相符，所以三維虛擬針織毛衫設(shè)計具有一定可行性和參考性。最終成衣效果如圖9所示。

圖7 模擬效果

圖8 真實效果

圖9 成衣效果展示

4 結(jié)語

對比傳統(tǒng)與三維虛擬針織毛衫設(shè)計方法，可以看出三維虛擬針織技術(shù)在生產(chǎn)效率、時間成本和原料利用率方面的優(yōu)勢。利用三維虛擬針織毛衫設(shè)計系統(tǒng)，從服裝設(shè)計到生產(chǎn)制作的整個流程均可進行三維虛擬模擬展示，①模擬效果與設(shè)計數(shù)據(jù)均能夠以電子版的形式進行快速溝通確認，從而減少反復(fù)確認樣板所產(chǎn)生的運輸成本和原料成本，并縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期；②設(shè)計師和工藝師根據(jù)模擬效果能夠更好地對產(chǎn)品質(zhì)量進行把控，以及根據(jù)趨勢變化進行設(shè)計調(diào)整，為企業(yè)獲得更多的收益。通過一系列服裝的設(shè)計實踐，充分驗證了三維虛擬針織毛衫設(shè)計流程與設(shè)計效果的可行性、真實性和可參考性。

三維虛擬針織毛衫設(shè)計將成為針織服裝設(shè)計未來發(fā)展的一大主流趨勢，它不僅能滿足前期設(shè)計，并且系統(tǒng)模擬過程能夠計算工時和工藝，輔助后期制作，從而為企業(yè)更好地把握產(chǎn)品質(zhì)量和控制生產(chǎn)成本，為企業(yè)大批量生產(chǎn)提供參考。雖然現(xiàn)階段該技術(shù)還未在針織服裝行業(yè)甚至是整個紡織行業(yè)普及，但是未來一定會得到更好的發(fā)展。