三維可操作漢元素時(shí)裝展示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

施諾 徐晶玉 沈漢平 顧漢杰

摘要：針對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)服飾愛好者以及設(shè)計(jì)師，三維可操作漢元素時(shí)裝展示系統(tǒng)有較好的應(yīng)用潛力。本文闡釋了如何以Unity引擎作為開發(fā)平臺(tái)，結(jié)合Noitom Perception Neuron進(jìn)行動(dòng)作捕捉關(guān)聯(lián)人偶姿勢(shì)，以及使用Maya進(jìn)行原創(chuàng)漢元素時(shí)裝建模，制作真實(shí)比例人偶用于形象展示，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端操作漢元素時(shí)裝的交互功能。

關(guān)鍵詞：漢元素時(shí)裝;展示系統(tǒng);Maya建模;Unity開發(fā)

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）07-0146-02

0 引言

黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書記不斷強(qiáng)調(diào)中華民族傳統(tǒng)文化對(duì)于國(guó)家建設(shè)的重要性?！坝卸Y儀之大，顧稱夏，有服章之美，謂之華”，中國(guó)上下五千年的文化孕育出了豐厚的服飾文化。2018年4月18日，由共青團(tuán)中央發(fā)起的第一屆中國(guó)華服秀和國(guó)風(fēng)音樂(lè)盛典在西安大明宮遺址紫宸殿盛大舉行，并將每年農(nóng)歷三月初三選定為中國(guó)華服日，掀起了一股“漢服熱”[1]。在漢服熱的推動(dòng)下，漢元素時(shí)裝（即改良漢元素現(xiàn)代服裝）也應(yīng)運(yùn)而生，成為當(dāng)今潮流之一。

當(dāng)前移動(dòng)端應(yīng)用飛速增長(zhǎng)，對(duì)于傳統(tǒng)文化的傳播也起到了重要推動(dòng)作用，而基于移動(dòng)端的漢元素時(shí)裝展示系統(tǒng)，尤其是支持三維可操作的展示系統(tǒng)較為缺失。本文即基于上述背景，闡述如何設(shè)計(jì)開發(fā)一款針對(duì)設(shè)計(jì)師以及傳統(tǒng)漢元素愛好者的漢元素時(shí)裝展示系統(tǒng)，以滿足用戶在移動(dòng)端體驗(yàn)漢元素時(shí)裝的需求。

1 服裝設(shè)計(jì)與建模

1.1 服裝設(shè)計(jì)原則

服裝設(shè)計(jì)主要涉及到服裝風(fēng)格、服裝設(shè)計(jì)理念以及制作設(shè)計(jì)稿的過(guò)程。本項(xiàng)目的服裝風(fēng)格主要是改良漢元素現(xiàn)代服裝，旨在發(fā)揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)美學(xué)文化，通過(guò)吸收中國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)秀美學(xué)設(shè)計(jì)元素，例如一字扣、中國(guó)紅、龍騰圖案、中國(guó)結(jié)等等，與現(xiàn)代服裝相結(jié)合設(shè)計(jì)出漢元素時(shí)裝，這樣的服裝不僅保留了中國(guó)特色，也因?yàn)榕c現(xiàn)代服飾的特征相結(jié)合，在日常生活中具有較強(qiáng)實(shí)用性，同時(shí)在內(nèi)涵上也結(jié)合了中國(guó)傳統(tǒng)神韻和新元素現(xiàn)代思想觀念[2]。服裝的設(shè)計(jì)原則是先確定服裝的大致款式、配色以及元素等，在決定了最基本的設(shè)計(jì)方向后在草圖的基礎(chǔ)上完成服裝設(shè)計(jì)圖。在后期對(duì)于初稿再次進(jìn)行檢查修改制作終稿，并按照終稿的設(shè)計(jì)圖來(lái)進(jìn)行服裝的建模。

1.2 服裝設(shè)計(jì)原畫

融入漢元素設(shè)計(jì)的服裝原畫，采用在中國(guó)文化中極具代表性的黑白紅黃配色。其中，男款服飾元素的靈感來(lái)自于唐裝，使用祥云的元素和其他一些傳統(tǒng)漢服常用的紋理，以旭日相映襯，體現(xiàn)男性剛強(qiáng)的特質(zhì)，如圖1所示。女款的靈感來(lái)源于漢服形制中的交領(lǐng)襦裙和對(duì)襟齊腰襦裙，另外增加中國(guó)結(jié)的元素、柔和的祥云這些鮮明的中國(guó)古風(fēng)元素，同時(shí)與現(xiàn)代流行的闊腿短褲相結(jié)合，形成不失現(xiàn)代風(fēng)格的漢元素時(shí)裝。

2 人物與服飾建模

開發(fā)所需的素體模型以及服飾模型，采用Maya軟件進(jìn)行建模。

參考人體結(jié)構(gòu)書籍，選用多邊形建模的方式來(lái)進(jìn)行人物建模，根據(jù)需要對(duì)模型細(xì)節(jié)作相應(yīng)取舍[3]。在模型建立中，素體模型的比例是重要的一塊，素體模型的比例很大程度上會(huì)影響服裝的比例，所以在素體模型建立的時(shí)候就應(yīng)當(dāng)注重比例搭建，可以使用常規(guī)形狀的物體來(lái)進(jìn)行比例的確定[4]。男女素體模型的基礎(chǔ)上根據(jù)服裝設(shè)計(jì)的平面三視圖，進(jìn)行服裝的模型建立。同樣以簡(jiǎn)單形狀的物體開始，對(duì)其進(jìn)行處理，進(jìn)而做出復(fù)雜的服飾結(jié)構(gòu)。下一步是為服飾賦材質(zhì)，逐步調(diào)整參數(shù)，使其更接近于所需的材質(zhì)，再使用Maya的默認(rèn)渲染器Mental Ray渲染器進(jìn)行渲染。最后將模型導(dǎo)入進(jìn)Unity素材庫(kù)。

3 展示系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)

展示系統(tǒng)的功能開發(fā)，采用Unity引擎實(shí)現(xiàn)，主要分為三維展示以及換裝模擬功能。

3.1 三維展示

三維展示功能的實(shí)現(xiàn)，首先將模型拆解為不同的部分（腦袋、頭發(fā)、軀干、手臂、腿等），然后導(dǎo)入U(xiǎn)nity引擎中，將各個(gè)部位分別保存為預(yù)制體，并且共享一個(gè)骨骼。再進(jìn)行初始化，為用戶展示人物模型的初始狀態(tài)。接著編寫C#代碼在界面中創(chuàng)建按鈕，用于用戶切換人物服裝以及動(dòng)作。

3.2 換裝模擬

換裝功能的基本原理是替換修改各個(gè)部位模型的SkinnedMeshRenderer（蒙皮網(wǎng)格渲染器的網(wǎng)格、骨骼、材質(zhì)），采取的實(shí)現(xiàn)步驟分為合并網(wǎng)格、刷新骨骼以及附加材質(zhì)等技術(shù)環(huán)節(jié)。通過(guò)C#代碼為庫(kù)創(chuàng)建一個(gè)骨骼對(duì)象，再給模型的Materials材質(zhì)數(shù)據(jù)、Meshes蒙皮網(wǎng)格數(shù)據(jù)、Bones骨骼數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值，其中Meshes蒙皮網(wǎng)格數(shù)據(jù)需要進(jìn)行合并網(wǎng)格的處理。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完畢后，給骨骼預(yù)制體添加一個(gè)SkinnedMeshRenderer，設(shè)置其中的SharedMesh、Bones、Materials。由于模型都共用一個(gè)骨骼，換裝時(shí)只需用代碼替換相應(yīng)SkinnedMeshRenderer的Material和Mesh屬性。再通過(guò)播放相應(yīng)的Animation即可以讓人物模型進(jìn)行相應(yīng)的展示動(dòng)作[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究針對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)服飾愛好者以及設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了面向現(xiàn)代漢元素時(shí)裝的三維可操作展示系統(tǒng)。技術(shù)上使用應(yīng)用較廣兼容性較好的Unity來(lái)開發(fā)本系統(tǒng)，使用3D建模形式來(lái)進(jìn)行服裝的展示，符合新時(shí)代年輕用戶的視覺(jué)需求。此外，通過(guò)可操縱的三維展示系統(tǒng)，方便用戶清晰并且高效地獲取服裝的信息，從而提高用戶體驗(yàn)，同時(shí)在積極體驗(yàn)的引導(dǎo)下也能夠更好地發(fā)揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)文化，使用戶感受到中國(guó)傳統(tǒng)服飾文化的魅力。

參考文獻(xiàn)

[1] 張松.中國(guó)華服日活動(dòng)西安舉行[EB/OL].（2018-04-19）[2018-04-19].http：//www.zghfh.com.cn/news/ent/2018-04-19/1489.html.

[2] 張慧坤.中國(guó)元素的拓展運(yùn)用與服裝設(shè)計(jì)方法淺析[J].科技風(fēng)，2020（12）：19+31.

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[4] 戴敏宏，趙寶春，馬瑞智.藝用人體比例在MAYA三維動(dòng)畫造型中的重要性[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（09）：50.

[5] 繆菁菁，吳子朝.基于unity3d的虛擬換裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦迷，2018（22）：127.