Меню

Возможности трехмерного проектирования одежды



Возможности трехмерного проектирования одежды

Сложность состоит в том, что в процессе проектирования отсутствует трехмерный образ одежды или он содержится лишь в воображении одаренного конструктора. Невозможно получить развертки деталей одежды высокой точности, если самой одежды еще не создано ни в одном виде кроме плоского эскиза. Подобные эмпирические методики могут «абсолютно правильно» работать только в очень искус­ных руках. В подобной ситуации передача опыта и обучение чрезвычайно трудоемки.

Именно поэтому уже давно были начаты поиски более совершенных так называемых инженерных методов конструирования разверток деталей одежды по заданной поверхности. Эти методы предполагают приоритет пространственной формы одежды над ее разверткой, т. е. первичности задания трехмерной формы одежды и вторичности построения ее развертки на плоскости. Говоря о наиболее завершенных методах получения разверток, можно выделить несколько направлений.

Первое — разработка развертки деталей одежды с использованием метода секущих плоскостей. Этот метод был использован А. И. Ивановой (в 50-х гг.) и позднее развит Е. Новицким (Польша), который опубликовал его в 1968 г. под названием «геометрический метод».

Далее в 1974 г. появились работы А. А. Богушко (Украина), которые продолжили развитие этого направления.

Второе — метод конструирования разверток деталей одежды в чебышевской сети, предложенный А. В. Савостицким (с 60-х гг.) и детально исследованный в ряде работ МТИЛПа (ныне МГУДТ). Наиболее фундаментальные исследования в этой области выполнены М. В. Стебельским.

Однако, несмотря на свою завершенность, эти методы не получили практического использования по различным объективным причинам.

Третье — в 70-х гг. с развитием компьютерной техники и технологии ряд исследователей за рубежом и позднее в России занялись созданием геометрической модели одежды на экране монитора и разворачиванием ее на плоскость, что нужно отнести к отдельному направлению.

В публикациях 1989 г. специалисты из Центра технологии одежды Северной Ирландии отметили, что полученные развертки приближаются к лекалам, построенным традиционными методами, и тогда эта информация выглядела обнадеживающей. Но нужно сказать, что цель ставилась противоположная: чтобы полученные развертки были не досягаемы для традиционных лекал, коль это трехмерное проектирование.

В 1993 г. в журнале Textile Asia за сентябрь авторы отмечают, что отсутствие математической модели формы тела человека является фундаментальным барьером, который нужно преодолеть. Они пишут, что геометрия формы тела человека все еще бросает вызов.

И в итоге после стольких лет работы полученные результаты привели к отказу от принципа первичности создания трехмерной формы модели и вторичности плоских разверток. И, как выход из положения, в конце 80-х — начале 90-х гг. исследователи занялись решением вопроса «надевания» плоских лекал, созданных вручную, на трехмерный манекен, что, по признанию самих исследователей, не является действительно трехмерным проектированием одежды.

Так возникла версия третьего направления — «надевание» традиционных лекал на оцифрованный трехмерный манекен, которая предполагала, что при надевании лекал на манекен будет обеспечена возможность создания трехмерной формы одежды и одновременной модернизации этих лекал в соответствии с созданной формой.

Первое серьезное заявление о решении вопроса трехмерного проектирования сделала в 1987 г. фирма CDI (США) под девизом «от идеи до производства за часы».

Второй была фирма Asahi (Япония), которая в 1995 г. сообщила, что их система обеспечивает именно истинное трехмерное проектирование одежды.

Но, несмотря на периодические декларирования некоторыми фирмами своих достижений, им не удалось представить достойный продукт к настоящему времени. Прямо или косвенно они признают, что их системы не готовы для разработки лекал. Например, представитель фирмы CDI в январе 1998 г. в Германии на презентации системы сообщил, что строить они научились только развертку оболочки манекена, а к одежде перейти не смогли, хотя начинали с нее. Применение своей системы они нашли в проектировании чехлов для кресел самолетов и автомобилей.

Представители фирм Asahi четыре года назад на выставке в Москве сообщили, что их система позволяет строить на экране модель, но не дает лекал этой модели. В это же время фирма PAD systems сообщила, что свою систему по трехмерному проектированию они теперь прилагают бесплатно к традиционной САПР, т. к. она не решает вопросы, о которых было ранее объявлено. Тем не менее известно, что сегодня ведущие мировые фирмы в области разработки программных продуктов для индустрии моды определили один из главных приоритетов — создание систем проектирования одежды в трех измерениях.

Таким образом, можно отметить, что, несмотря на отсутствие прямого успеха в решении поставленного около полувека тому назад вопроса, специалисты различных стран продолжают усиленно заниматься решением этой проблемы.

Параллельно с изложенными работами, начиная с 1971 г., в ЛИТЛП (ныне Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна) проводились прикладные геометрические исследования разработки трехмерной формы одежды, первый этап которых был завершен к 1990 г. На основе результатов исследований авторским коллективом кафедр ВМ и КТШИ была разработана система «СТАПРИМ» (февраль 1995 г.), представляющая новую компьютерную технологию трехмерного проектирования одежды.

Читайте также:  Одежду с помощью огня

Объединение в 1999 г. систем «СТАПРИМ» и «КОМТЕНС» позволило получить комплекс САПР, который позволяет максимально автоматизировать процесс проектирования одежды. И в настоящее время этот комплекс широко используется в промышленном проектировании швейных изделий («Кристи», Москва; «Мелита», Казань; «Алеф», Пятигорск и др.).

Принципиальная особенность данной технологии состоит в том, что проектирование лекал основано на разработке трехмерной формы модели одежды с использованием информации о трехмерной форме условно-типовой фигуры человека или индивидуальной фигуры конкретного клиента. При этом предполагается применение традиционных плоскостных методов конструктивного моделирования для завершения процесса проектирования. (Николай Раздомахин, Евгений Сурженко, Сергей Наумович; ‘В мире оборудования’ 5 (56))

Источник

Возможности трехмерного проектирования одежды

Традиционный процесс формообразования одежды, заключающийся в создании пространственной формы одежды из плоских материалов, достаточно сложен и трудоемок. Модернизация процесса проектирования одежды на основе внедрения информационных и компьютерных технологий позволяет решить задачи инженерно-пространственного проектирования и объемно-пространственной визуализации. Компьютерные 3D-технологии позволяют применять принципиально новые подходы к решению ряда проблем в области дизайна одежды: использование 3D-модели фигуры человека наглядно представляет форму проектируемого изделия и его развертку; примерка изделия возможна без изготовления образца [5].

Методики 3D-моделирования одежды вышли на новый уровень проектной деятельности путем использования графических программных пакетов моделирования 3D-пространства и 3D-печати объектов дизайна. С помощью 3D- и 4D-принтера возможно воплощение в материале практически любых сложных форм проектируемого костюма.

Однако методы работы с 3Dпространством в области Fashion-индустрии и швейной промышленности относятся к экспериментальному творчеству, поскольку создание формы одежды с помощью этих методов возможно осуществить только при наличии инновационных наноматериалов: биомиметических композитов с подвижной структурой, пластика, поливинилацетата, металлического порошка, полистирола, поликарбоната и др. Невозможность использования текстильных материалов в процессе 3D-печати объектов в настоящее время существенно затрудняет внедрение инновационных методов проектирования костюма [8].

Трехмерному проектированию одежды посвящены научно-исследовательские работы, выполненные сотрудниками ОАО «ЦНИИШП», МГУДТ, СПбГУДТ, ИВГПУ, ИГТА, МГУС, РЗИТЛП, КГТУ [1, 4, 6,7]. Однако на сегодняшний день исследования в области адаптации свойств текстильных материалов к инновационным методам 3D-проектирования различных форм одежды отсутствуют. Необходим поиск новых путей в использовании методов создания формы одежды на основе существующих возможностей 3D-проектирования (методов 3D-печати объектов) с учетом свойств текстильных материалов [9].

Цель и задачи настоящего исследования заключаются в разработке комбинированного метода проектирования объектов дизайна костюма на основе систематизации существующих методов проектирования одежды и практической реализации инновационного подхода в дизайне костюма.

Материалы и методы исследования

Для решения поставленных задач в работе использованы теоретические основы САПР одежды, структурно-системный анализ, графический анализ и синтез объектов дизайна костюма, 3D-моделирование объектов.

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе работы выполнен анализ и систематизация существующих методов конструирования одежды [3]. В результате проведенных исследований установлено, что вследствие перспективности и значимости в настоящее время методов 3D- и 4D-проектирования целесообразно выделить их в отдельную группу (рис. 1). Как было отмечено выше, практическое внедрение этих методов сдерживается ввиду ограниченного использования нетрадиционных материалов. Учитывая, что на основе использования методов плоскостного 2D-проектирования одежды накоплен значительный опыт работы с текстильными материалами, предложено модели одежды различных объемных форм получать путем комбинирования методов 2D- и 3D-проектирования [4].

На основе предложенной концепции комбинирования методов двухмерной и трехмерной пространственной среды проведены дальнейшие исследования по их практическому совмещению. Разработана последовательность этапов выполнения работ по комбинированию методов 2D- и 3D-проектирования (рис. 2).

Для создания модели одежды существуют два способа, которые связаны с работой в графических программах. Первый заключается в изготовлении развёрнутых элементов костюма в любой векторной программе (CorelDraw, Auto CAD и другие), затем импортирование этих чертежей в программы (3DS MAX, ZBrush, Maya и другие) для создания объемной модели, её усовершенствования и выбора текстурного и цветового решения, а также для получения текстурных разверток по полигональной сетке модели для ее экспорта в любой графический редактор. Второй способ состоит в изначальном моделировании в 3D- программах (3DS MAX, ZBrush, Maya и другие) с выбором цвета и текстуры ткани или пластмассы, в дальнейшем полигональные развертки из этих программ переносятся в любой графический редактор для дальнейшего создания лекала по модели одежды.

Предварительный этап работы осуществляется в графических редакторах путём выполнения эскизного ряда проектируемого изделия, что позволяет найти возможные варианты композиционного решения деталей костюма и приближенный цветовой спектр. После этого рабочий эскиз экспортируется в графический редактор «CorelDraw X6». Первый этап работы в графическом редакторе состоит в переносе рабочих эскизов в интерактивно-плоскостную среду графического редактора, для этого используется инструмент «Кривая Безье», который, в свою очередь, помогает обрисовать кривые по контуру рабочего эскиза. Далее необходимо разработать несколько эскизных вариантов изделия на одной базовой основе методами конструктивного моделирования с использованием функции копирайт и над полученными копиями исходного варианта проводить модификации форм. В графическом редакторе проводятся такие работы, как определение оптимального решения фактурности предполагаемого материала, сравнительный анализ вариантов принтов при помощи эффектов графического редактора «PowerClip».

Читайте также:  Одежда для бойца чтобы его не видели 9 букв

Проведение графического поиска вариантов текстильного дизайна производится способом подставления и (или) исключения. Инструменты «PowerClip» и «заливка» используются исходя из предлагаемых вариантов: «эффекты», «заливка текстурой», «PostSoript», «Заливка узором». После выполнения графического ряда в программном обеспечении «CorelDraw X6» выделяется оптимальный вариант изображения проектируемого изделия, которое сохраняется в базе данных.

На втором этапе работы исходный материал из базы данных графического редактора «CorelDraw X6» необходимо экспортировать в доступном формате в графический редактор «3D MAX», в котором экспортируемые файлы преображаются в сплайны или контуры эскиза и обводятся с помощью инструментов «Линии». Если форма сложная и требуется смоделировать элементы костюма, применяются модификаторы «Edit Mesh» или «Edit Poly». К созданному объекту применяются встроенные или дополнительно установленные инструменты «Модификаторы», позволяющие изменить конфигурацию контуров исходного материала и форму изделия.

Рис. 1. Концепция комбинирования методов 2D- и 3D-проектирования одежды

Рис. 2. Этапы выполнения работ по комбинированию методов проектирования

После нанесения контуров и получения необходимой формы, которая является замкнутым сплайном, используется инструмент «Extrude» и применяется система «выдавливания» данной формы для получения объемного значения модели. Далее корректируется форма, задаются изгибы при помощи встроенных или дополнительно установленных инструментов «Модификаторы», которые осуществляют преобразование объектов. Затем на нужную поверхность (плоскость) накладывается текстура при помощи «Редактора текстур».

Для создания финального изображения требуется создать «сцену», в которую входят элементы освещения для выявления текстуры поверхности, а также камеры, созданные как стационарные видовые точки [2, с. 13]. Установленная текстура применяется в конечном варианте проектируемой модели.

С помощью встроенных или дополнительно установленных «Модификаторов» производится полигональная текстурная сетка в соответствии с элементами костюма, которые впоследствии переводятся в графические редакторы.

В завершение процесса преобразования происходит сохранение полученных и исходных материалов в базу данных программного обеспечения «3D MAX».

На третьем этапе осуществляется перенос развёртки полученного изделия в двухмерное пространство графического редактора САПР путем использования формата для передачи данных. Экспорт из 3D-пространства осуществляется панелью «Вид», далее производится выбор соответствующего вида «3D» с помощью команды «View».

В случае, если программные обеспечения конкурируют, для экспорта проекта рекомендуется использовать дополнение «3DStudio Out». После переноса конструкции в двухмерную среду, графический редактор преобразовывает трехмерный объект в развертку проектируемого изделия. На заключительном этапе вносятся коррективы в развертку конструкции за счет применения способа развёртки текстур из трехмерного моделирования в двухмерное. Данное преобразование позволяет осуществить изменение деталей модели перед печатью лекала. После дополнительной корректировки развертка изделия сохраняется в базе данных. Завершается этап печатью деталей лекал одежды.

Данный алгоритм апробирован на примере модели одежды из коллекции под девизом «Берега Морей». Последовательное выполнение алгоритма комбинированного метода и создание 3D манекена [2, с. 11] завершилось экспериментальным проектированием различных видов съемных воротников в морском стиле.

Результаты экспериментального 3D-проектирования съемных воротников различных классификационных групп и стилевых решений представлены на рис. 3: стояче-отложные и плосколежащие (а–г); плосколежащие (д, е); фантазийные (ж, з).

Рис. 3. Результаты экспериментального 3D-проектирования съемных воротников различных классификационных групп и стилевых решений

Полученные развертки воротников выведены на печать, затем произведен раскрой деталей из текстильных материалов. Образцы изделий изготовлены традиционными методами. Разработанные на основе 3D-проектирования модели воротников сложной формы (рис 3, в, е–з) предлагается изготовить из полимерных материалов методом послойного нанесения.

Заключение

Принципиальное отличие разработанного комбинированного метода от современных плоскостных САПР одежды с элементами 3D-технологий, позволяющих разрабатывать объемную поверхность по имеющейся плоской развертке, заключается в использовании принципов плоскостного конструирования применительно к задачам объемного проектирования.

Данный метод разработки изделия с использованием 3D-технологии позволяет решать проблемы, связанные с созданием сложных форм одежды путем получения разверток нетрадиционными методами. Предложенный подход к проектированию модели одежды позволяет наглядно представить проектируемое изделие на фигуре – манекене, что предоставляет возможность визуализировать различные варианты проектируемого изделия. Перед окончательным принятием решения проектировщик может наглядно определиться с формой, силуэтом, покроем рукава, фактурой, цветовым решением предполагаемой модели одежды.

Рецензенты:

Бойцова Т.М., д.т.н., профессор кафедры туризма и гостинично-ресторанного бизнеса, директор научно-образовательного центра экологии ВГУЭС, г. Владивосток;

Старкова Г.П., д.т.н., профессор, профессор кафедры сервисных технологий, начальник отдела организации научно-исследовательской работы ВГУЭС, г. Владивосток.

Источник

Возможности трехмерного проектирования одежды

Проблема разработки лекал для различных размеров и ростов традиционно решается в серийном производстве одежды при помощи процедур градации лекал по размерам и ростам на базе основного размера. В самом общем виде процедура градации заключается в задании приращений по осям координат X и Y в конструктивных точках базовых лекал, нахождении нового положения конструктивных точек на плоскости и построении контура лекала каждого из требуемых размеров. Такая последовательность градации применяется при ручном построении лекал и реализуется в большинстве САПР.

Читайте также:  Обновление работа для одежды

В отрасли накоплен большой опыт использования методов градации, разработано множество методик, содержащих таблицы приращений, и рекомендаций по градации лекал для различных ассортиментных групп изделий. Несмотря на внешнюю простоту и привлекательность компьютерной градации, когда большинство правил приращений уже записано в память компьютера и человеку остается лишь присвоить правило конкретным точкам лекала, на практике нередко возникают проблемы в построении лекал на требуемую размероростовочную шкалу. Главной причиной затруднений является «неточность» традиционных методов градации. В результате на предприятиях, выпускающих дорогой ассортимент, для обеспечения требуемого качества изделий, вынуждены разрабатывать несколько базовых размеров и ограничивать градацию каждого из них 2-3 размерами.

С развитием компьютерных технологий возникла возможность не градировать базовые лекала, а строить новые размеры по той же методике плоскостного конструирования, которая использовалась для построения базовых конструкций. Если учесть, что сегодня существует компьютерная технология трехмерного проектирования одежды (СТАПРИМ), которая обеспечивает разработку трехмерных силуэтных конструкций, максимально приближенных к их модельным конструкциям, то можно говорить о качественном скачке в создании условий для решения проблемы градации плоских лекал.

В чем выражаются эти условия?

Во-первых, трехмерное проектирование такого сложного трехмерного объекта, как одежда максимально обеспечивает соответствие шаблонов этого объекта замыслу дизайнера.

Во-вторых, объем конструктивного моделирования (плоскостной модификации), требующийся для преобразования трехмерной силуэтной конструкции в модельную конструкцию максимально сокращен по отношению объема этих работ для преобразования традиционной базовой конструкции в модельную. На рис.1 наглядно демонстрируется насколько развертка трехмерной силуэтной конструкции может быть приближена к модельной конструкции, т.е. практически ей соответствовать. Это означает, что существенная часть работ плоскостной модификации перешла в область трехмерного проектирования.

Чем короче путь от трехмерной силуэтной конструкции до модельной конструкции, тем меньше ошибок может возникнуть при градации лекал. В этом и состоит появление новых условий для решения проблемы градации лекал.

Как осуществляется градация плоских модельных лекал одежды с помощью градации её силуэтной конструкции в трех измерениях?

Первое — после разработки трехмерной силуэтной конструкции базового размеро-роста, например, 164-92-100, строится силуэтная конструкция одного из крайних размеров данной группы например, 164-100-108, и осуществляется визуальная оценка внешнего вида виртуальной одежды. (На рис.2 представлены трехмерные силуэтные конструкции размеров 164-92-100 и 164-100-108.) В случае необходимости осуществляется корректировка трехмерного изображения второго размера (в данном примере размер 164-100-108) на экране монитора с целью сохранения пропорций модели, заданных дизайнером на базовом размере . Это важный нюанс, который не может быть реализован при традиционной градации. Безусловно, так можно проанализировать каждый размер и каждый рост виртуальной модели, но в этом нет необходимости.

Второе — развертки базового и одного из крайних размеров трехмерных силуэтных конструкций поступают в модуль системы КОМТЕНС, в котором конкретно для данной модели определяются приращения в конструктивных точках при переходе разверток трехмерной силуэтной конструкции от одного размера к другому.

Третье — далее осуществляется конструктивное моделирование, т.е. плоская развертка трехмерной силуэтной конструкции базового размера модифицируется в модельные лекала. При этом система КОМТЕНС содержит процедуры автоматического пересчета правил градации при выполнении любых операций конструктивного моделирования. Это означает, что какие бы изменения не вносились в лекала в процессе изготовления изделия, конструктор может быть уверен в том, что ему не придется заново осуществлять градацию. Затем автоматически на основании ранее проведенных плоскостных модификаций на развертке базового размера за считанные секунды осуществляется модификация остальных разверток, т.е. осуществляется градация лекал, в основе которой лежат три измерения.

Создание такого модуля разработчиками системы КОМТЕНС обеспечило в сочетании с системой СТАПРИМ решение проблемы градации лекал, что полностью подтвердила апробация комплекса СТАПРИМ-КОМТЕНС на ряде предприятий при разработке лекал моделей сложных фасонов.

Здесь необходимо добавить, что этот модуль также применим при традиционном плоскостном конструировании и для его применения необходимо либо построить два размера базовой конструкции по какой-то методике, либо каким-либо другим образом ввести в систему два размера базовой конструкции. После чего информация об установленной зависимости перехода от размера к размеру (правило градации) автоматически используется для градация созданных модельных лекал. Разница состоит в том, что в этом случае градация будет опираться на плоскостное конструирование, а не на трехмерное.

Источник