虚拟三维服装展示技术的现状与发展趋势

    罗青

    关键词：虚拟三维服装展示技术;现状;发展趋势

    前言：虚拟三维服装展示技术主要应用在服装设计与陈列活动中，通过应用计算机科学、艺术等专业知识与技术，建立起更加完善的服装信息采集系统，依照计算机数据统计与分析结构，形成虚拟三维服装，使服装的最终设计与穿着效果能够提前展示在相关设计人员面前，切实提升了服装设计制作效率。与其他发达国家相比，我国虚拟三维服装展示技术的开发与应用尚处于起步阶段，实际应用积累经验不足，需相关技术工作人员结合服务行业发展新态势，对虚拟三维服装展示技术与展示系统各项功能进行不断优化。一、概述虚拟三维服装展示技术

    1.1 虚拟三维服装展示技术定义

    虚拟三维服装展示技术就是以计算机技术为基础，利用其模拟产品真实生产效果的技术[1]。虚拟三维服装展示技术融合了计算机仿真及建模、图形学、人工智能及网络信息等高新科技，能够在计算机虚拟平台中，对服装设计及陈列期间的构思环节给予技术辅助，对服装制作进行虚拟制造、设计与系统分析。

    1.2 虚拟三维服装展示技术作用

    虚拟三维服装展示技术主要目的在于真正展现出富有动态感与真实感的服装形态与变形情况，自20 世纪80 年代中期，虚拟三维服装展示技术在计算机领域研发问世，使服装行业更加趋向于智能化与现代化发展。具体而言，虚拟三维服装展示技术实际应用期间的作用主要体现在以下几个方面：第一，将虚拟三维服装展示技术应用在动画与娱乐行业中，能够使虚拟演员换装速度加快，使人物服装更加接近于真实状态;第二， 将虚拟三维服装展示技术应用在CAD 绘图领域，使得纺织类服装变形形态的模拟研究更加全面，切实提升服装展示效果[2];第三，将虚拟三维服装展示技术应用在网络购物平台中，让用户能够通过虚拟形象的服装穿着形态判断出自己穿着的效果，避免因对服装材质与风格不了解，导致后期换货、退货的麻烦;第四，将虚拟三维服装展示技术应用在物联网平台，可与物联网大数据系统进行有机结合，根据用户浏览次数以及消费记录，更加准确地判断出用户个人喜好，从而为用户提供丰富多样的虚拟服装选择方案，节约用于服装销售以及宣传过程中的成本。

    因此从一定角度上来说，虚拟三维服装展示技术的开发与应用，以计算机建模技术、智能计算系统等为技术基础，为与服装生产、销售相关的领域提供重要技术支持，使服装设计与面料的研究工作更加深入，极大地拓宽了服装行业发展前景，尽早实现服装产业综合效益最大化发展目标。二、虚拟三维服装展示技术研究现状分析

    2.1 国外虚拟三维服装展示技术研究现状

    目前来看，国外所使用的虛拟三维服装展示技术更加成熟，服装展示效果动静结合，切实提升了服装生产各环节的质量与效率。20 世纪90 年代初，虚拟三维服装展示技术首次推出，使得虚拟三维服装展示技术受到了当时各大领域的广泛关注[3]。而后，相关技术部门将虚拟三维服装展示技术的研发重点放在服装样式的模拟中，突出表现服装的动态力学性能。不仅如此，服装企业与虚拟三维服装展示技术研发部门联合开发出网络试衣软件，使虚拟三维服装展示技术真正意义上走进大众的视野。

    2.2 国内虚拟三维服装展示技术研究现状

    我国引入虚拟三维服装展示技术的时间尚短，相关科技公司与厂家联手，通过开发增强现实与体感的展示技术，研发出相应虚拟试衣系统，使消费者日渐增长的个体化消费与审美需求得到了最大化满足。试衣服的时间被有效缩短。同时，虚拟三维服装展示技术又被应用在民间民族服装生产与展示实践中，更加真实地再现了珍贵的民族服饰的文物价值，使得民族服饰能够被更好地展现在大众面前，有效解决了纺织品类文物难以保存及展览的难题。由此可见，虽然我国虚拟三维服装展示技术起步较晚，但实际发展速度极快，获取的研究成果与后期应用期间的经济效益显著。三、 虚拟三维服装展示技术发展趋势

    从广义上来讲，服装就是将纤维物质汇集在一块，形成具有一定尺寸、规格与形态的平板物体[4]。为更好满足大众日渐增长的物质消费需求，服装款式推陈出新，其原料、色彩、结构不断演变。而借助虚拟三维服装展示技术，可将服装基本纺织物的生产与应用形态直观地展现出来。具体而言，虚拟三维服装展示技术主要经过以下几个发展阶段：

    3.1 服装纺织物的性质与测量

    纺织物的形态与应用效果可直接影响到服装受众人群的审美态度与服装产业的经济效益。在虚拟三维服装展示技术研发过程中，将研究重点放在了服装纺织物的性质与测量上。服装纺织物具有复杂性、黏弹性等特征，与纱线类织物存在极大差异，对服装最后的制作与展示成果具有直接影响。纺织物制作成服装的过程中，主要存在弹性、黏性、回弹性与可塑性四大力学状态，不同力学状态使得服装结构千差万别[5]。纺织物的弹性可直接影响服装的弹力可塑情况，在纺织物变形效果不明显的状态下，其他特性的效果并不明显。因此在虚拟三维服装展示技术开发与研究过程中，针对纺织物的力学状态构建出了准静态模型，及利用计算机系统展现出服装穿着在虚拟静态或自然悬垂下的效果，计算出在纺织品弹性变化时，其他力学参数数据的变化。

    虚拟三维服装展示技术下的服装测量技术主要分为主观测量与客观测量两种。其中，客观测量就是直接获取服装纺织物的物理特征指标，如弹性、剪切性、蓬松性等。现阶段虚拟三维服装测量技术主要应用川端型织物评价系统，能够为不同纺织物低应力条件提供更加精准的数据。

    3.2 服装变形模型

    后期虚拟三维服装展示技术主要研究方向为服装变形模型，主要就是利用几何模型建模技术、粒子系统技术等建立起混合建模技术。应用服装变形模型所展现出的模型形态具有极大差异性。将服装纺织物变形模型与计算机图形技术的融合的理念首次提出于20世纪80年代，由较为简单的服装变形模型发展成为能够对服装局部结构进行精准约束与表现的模型。

    3.3 服装数值变形技术

    基于虚拟三维服装展示技术，对服装数值变形形态进行计算，以便更好地解决服装纺织物仿真问题。应用现今的数值积分处理方式，对服装数值变形情况进行反复的预测与校正，确保服装数值变形能够分为线性与非线性两种种类，解决服装纺织物步长与弹性变化问题。现阶段服装数值变形技术与有限元技术有机结合在了一起，使得服装纺织品在生产应用过程中的复杂物理行为更加直观地展现出来，切实提升了服装变形展示效果。四、虚拟三维服装展示技术发展趋势

    4.1 虚拟三维服装展示技术的局限性

    现阶段虚拟三维服装展示技术从简单的静态形式转变为复杂的动态形态，但依然存在较多的局限[6]。一方面，虚拟三维服装展示的真实感还不够强，服装质感、动态表达等方面依然与人工展示效果存在一定差异。同时，三维重建与灵活曲线造型等方面较为单一，相关集成系统、服装转换效果单一。虽然虚拟三维服装展示技术能够随着模特身材、长相与形态对服装各项参数进行调整，但对于变形程度较大的服装，在模拟其整体悬垂状态时，模拟效果仍不够理想，仍需相关工作人員进行不断完善。

    4.2 虚拟三维服装展示技术发展要点

    在各项科学技术飞速发展的背景下，虚拟三维服装展示技术也应在原有基础上进行进一步的研究探索，让虚拟三维服装展示系统更加智能化、自动化。虚拟三维服装展示技术发展要点主要体现在以下几方面：第一，服装模型动态模拟。对传统虚拟三维服装展示技术应用期间的服装模型动态模拟计算量进行简化[7]。不断提升虚拟三维服装动态展示效果，构建起精准的碰撞检测模型。在利用虚拟三维技术服装展示期间，要确保服装动态展示效果与真实人体展示效果一致，确保服装面料动态模拟更加全面;第二，注重对虚拟三维服装展示期间的服装褶皱处理效果的增强，直观展现出服装在不同穿着环境下的褶皱形态，对服装结构与服装面料进行不断优化，更好地满足消费者的不同穿着需求。总结：

    总而言之，虚拟三维服装展示技术的高质高效应用使得三维人体模型、虚拟三维服装以及服装陈列效果有了质的飞跃，服装展示过程由耗时费力的模特试穿转变为虚拟人体服装展示，节约了服装生产各个环节的时间及费用成本，借助虚拟三维服装展示技术在网络系统中模拟出虚拟的着装形态。因此为推进服装行业现代化发展进程，实现服装生产制作流程经济效益最大化发展目标，相关工作人员需积极有效地应用虚拟三维服装展示技术，对虚拟三维服装展示系统进行不断完善及革新。