三維軟件“斑斕(Blender)”在服裝行業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

姚錦濤，張皋鵬

(四川大學(xué)，四川 成都 610025)

目前服裝行業(yè)有與之緊密交互的專業(yè)軟件，如OPTITEX，格柏等,但基本處于幾個(gè)尖端公司的市場(chǎng)壟斷狀態(tài)下，軟件費(fèi)用高昂，學(xué)習(xí)成本高，廣大中小企業(yè)難以接受[1]。另外一個(gè)問(wèn)題是不同軟件間的保存文件相互加密獨(dú)立，不同軟件間導(dǎo)出的通用文件(DXF)存在信息失真的情況，企業(yè)已有服裝信息資源庫(kù)也跟著相對(duì)封閉，信息資源共享訪問(wèn)性受到約束，阻礙了企業(yè)間的信息交流和共享。尋找一些開(kāi)放的、低成本的服裝行業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)類替代性軟件技術(shù)，對(duì)于服裝企業(yè)甚至整個(gè)服裝行業(yè)，具有重要的實(shí)際意義。

1 相關(guān)軟件技術(shù)

1.1 Blender三維軟件

Blender是一款完全開(kāi)源且免費(fèi)的3D軟件，任何用戶都可以隨意下載并運(yùn)行應(yīng)用于任意數(shù)量的計(jì)算機(jī)上，甚至可以修改Blender的源代碼，來(lái)實(shí)現(xiàn)自己特殊的需要，而且跨平臺(tái)、通用性強(qiáng)。Blender具有高彈性的擴(kuò)展性，用戶可以使用Python腳本語(yǔ)言[2]輕松對(duì)它進(jìn)行高級(jí)功能定制及擴(kuò)展、插件開(kāi)發(fā)等操作。

1.2 DXF文件

DXF(Drawing Interchange Format，圖形交換格式)是AutoCAD圖形文件中所包含的全部信息的標(biāo)記數(shù)據(jù)的一種表示方法，可用于在AutoCAD和其他圖形應(yīng)用程序之間輸入、輸出與交換圖形文件[3]。

1.3 OBJ文件

OBJ文件是流行通用的三維模型輸出文件格式，廣泛應(yīng)用于各種三維應(yīng)用軟件中，大部分三維軟件可以互相讀寫(xiě)OBJ文件實(shí)現(xiàn)三維模型資源復(fù)用[4]。

2 Blender的服裝行業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

服裝企業(yè)制造服裝常用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)類操作有服裝款式設(shè)計(jì)、服裝紙樣設(shè)計(jì)和虛擬試穿、紙樣放碼、排料等，其中款式設(shè)計(jì)、紙樣設(shè)計(jì)和虛擬試衣這些專業(yè)操作在Blender中都可以利用已有功能或稍加擴(kuò)展修改來(lái)得以實(shí)現(xiàn)：

2.1 服裝款式設(shè)計(jì)

服裝款式設(shè)計(jì)指服裝設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)意圖以一定工具形式具體地表現(xiàn)出來(lái)，反映服裝款式特征、造型結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)的展示性圖形設(shè)計(jì)，按立體表現(xiàn)形式可以分位二維平面設(shè)計(jì)和三維立體設(shè)計(jì)兩種。

2.1.1 二維平面款式

在Blender中，可以用系統(tǒng)功能中一個(gè)稱作“Grease Pencil(蠟筆)”的畫(huà)筆工具進(jìn)行二維服裝平面效果圖的繪制，與PhotoShop或Illustrator等其它專業(yè)圖形軟件相比，現(xiàn)階段Grease Pencil筆觸填充功能相對(duì)有差距，目前只支持純色填充，所繪圖形無(wú)法進(jìn)行一些紋理紋樣的填充展示等高級(jí)操作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的款式設(shè)計(jì)有些吃力。

2.1.2 三維立體款式設(shè)計(jì)

生活中常見(jiàn)的游戲角色服裝設(shè)計(jì)即是三維立體服裝設(shè)計(jì)的實(shí)例，在服裝行業(yè)中，按實(shí)際人體尺寸進(jìn)行三維人體建模后，即可使用Blender在人體模型上進(jìn)行三維立體款式服裝的設(shè)計(jì)。

圖1 Blender中的三維裙裝設(shè)計(jì)與平面展開(kāi)圖

2.2 服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件具有繪制平面幾何圖形和與其它軟件數(shù)據(jù)信息交互兩個(gè)基本功能，分別對(duì)應(yīng)服裝結(jié)構(gòu)版型的推導(dǎo)制作與版型紙樣讀取、復(fù)用、保存、導(dǎo)出的功能，其中服裝結(jié)構(gòu)版型是一種規(guī)定服裝裁剪的工程圖形，其基本組成要素是若干控制基點(diǎn)和首尾相接的線段(直線、曲線)，點(diǎn)和線有機(jī)組合共同完成對(duì)服裝結(jié)構(gòu)相對(duì)位置關(guān)系的描述。

考慮到Blender的開(kāi)源、強(qiáng)擴(kuò)展性的特點(diǎn)，可以使用Python語(yǔ)言進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪壿嬀幊讨谱鞣b制版使用的插件。服裝參數(shù)化制版插件的基本實(shí)現(xiàn)代碼示意如圖2所示，依次計(jì)算好服裝結(jié)構(gòu)點(diǎn)的坐標(biāo)并賦值給verts集合變量后，使用內(nèi)置函數(shù)mesh.from_pydata(verts)函數(shù)即可將各點(diǎn)連接。

圖2 Blender插件代碼實(shí)現(xiàn)示意圖

本實(shí)驗(yàn)中根據(jù)上述代碼實(shí)現(xiàn)理論編寫(xiě)了一款作為Blender插件，可以參數(shù)化生成第八代日本文化女裝原型的Python語(yǔ)言腳本程序。使用步驟為:在工作區(qū)選中任意一個(gè)位置作為基點(diǎn)，點(diǎn)擊工具欄中“服裝制版”—>“女裝原型”，在左下角彈出的交互框中輸入相應(yīng)的胸圍、腰圍、臀圍尺寸，回車(chē)后系統(tǒng)將自動(dòng)刷新生成目標(biāo)版型，如圖3。

圖3 Blender參數(shù)化生成原型版

2.3 虛擬試穿

Blender有十分強(qiáng)大的材料仿真模擬功能，可以實(shí)現(xiàn)服裝的面料材質(zhì)、紋理、顏色、光澤、受力及懸垂、縫合、拉伸等模擬，綜合以上各種面料屬性的模擬，即可實(shí)現(xiàn)完整的服裝試穿模擬效果。

圖4 Blender中服裝模擬試穿與合體性檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)中故意選取了一款結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的服裝版型進(jìn)行試穿模擬，如圖4，圖中放大部分及熱力圖可以明顯看出該服裝版型的不合體性，表明利用Blender可以輔助查看服裝試穿效果，并初步檢測(cè)出服裝合體性。

3 Blender與其它軟件的聯(lián)合使用

在服裝企業(yè)生產(chǎn)部門(mén)，Blender可以通過(guò)使用DXF插件的增強(qiáng)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)DXF版型文件的保真讀寫(xiě)操作，實(shí)現(xiàn)與AutoCAD等制圖軟件所得的版型文件進(jìn)行互通，并能進(jìn)行服裝虛擬試穿，達(dá)到直觀地進(jìn)行服裝結(jié)構(gòu)版型驗(yàn)證和服裝上身效果評(píng)估效果，使企業(yè)規(guī)避服裝樣衣制作的工序，節(jié)省價(jià)格和時(shí)間成本。

如今網(wǎng)絡(luò)虛擬試衣間發(fā)展迅猛，網(wǎng)絡(luò)試衣間的難點(diǎn)在于服裝模型的建立，將DXF版型文件導(dǎo)入Blender進(jìn)行虛擬試穿驗(yàn)證評(píng)估后，還可以O(shè)BJ文件格式導(dǎo)出服裝模型，供試衣間系統(tǒng)進(jìn)行三維展示，一舉兩得。

圖5 Blender的軟件互通與擴(kuò)展功能

4 結(jié)語(yǔ)

本文嘗試了免費(fèi)軟件Blender在服裝行業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)表明，Blender基本能夠勝任服裝行業(yè)內(nèi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)類的服裝效果圖繪制、服裝結(jié)構(gòu)化制版、服裝試穿模擬等專業(yè)性應(yīng)用操作，特別是服裝結(jié)構(gòu)化制版和試穿模擬項(xiàng)目中，Blender的功能、性能和可擴(kuò)展性表現(xiàn)出色，可以成為市面上諸多同類商業(yè)化軟件的替代品之一，學(xué)習(xí)和應(yīng)用Blender對(duì)于服裝企業(yè)節(jié)省軟件使用成本有一定積極促進(jìn)作用，同時(shí)也對(duì)國(guó)內(nèi)服裝專業(yè)應(yīng)用性軟件的開(kāi)發(fā)有一定思想導(dǎo)向性和實(shí)用借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李陽(yáng),李文書(shū),張瑞林,et al.服裝CAD技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2012,25(6):80-81.

[2] Donaldson T.PYTHON編程入門(mén)(第3版)(圖靈程序設(shè)計(jì)叢書(shū))[M].人民郵電出版社,2013.

[3] 劉傳亮,陸建德.AutoCADDXF文件格式與二次開(kāi)發(fā)圖形軟件編程[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2004,14(9):101-104.

[4] 亓蘭武,周曉.OBJ文件和HEX文件相互轉(zhuǎn)換原理與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,1996,(7):12-13.