计算机辅助排样在服装设计裁剪中的应用
徐立楠
摘 要：服装业作为我国国民经济的主要组成部分，有着巨大的市场空间，传统的服装手工排样裁剪在长期的应用过程中出现了很多不合理的问题，因此提出了计算机辅助排样方案。文章对该方案在服装设计裁剪中的应用问题进行具体分析，希望能为以后服装设计方面的工作提供一些帮助。
关键词：计算机辅助排样；服装设计；裁剪
21世纪是科学技术快速发展的时代，各种先进技术应用于各个领域中，在服装行业也是如此，将计算机辅助排样技术应用在服装设计中是一种新的突破，所谓排样就是将多个不同的图形在平面区域内进行布置，如何来布置以及布置的好坏都会对产品的成本以及效率有一定影响，这就需要设计人员在工作的时候一定要足够细心，足够认真。计算机辅助排样的优点有很多，例如：提高材料利用率、提高产品的整体质量以及缩短生产周期等，同时该系统还可以与一些先进的辅助技术相结合，如计算机辅助设计以及其他，这样能够进一步提高系统的可靠性，对以后的计算机生产管理有一定的作用[1]。本文对计算机辅助排样在服装设计裁剪中的应用问题进行具体分析，希望能为以后服装设计方面的工作提供一些帮助。
1 计算机辅助排样（CAN）在服装设计裁剪中的应用
1.1 服装设计图形输入与处理
在微机上运行的软件系统，可以有Windows 95，Windows 98以及Windows 2000等，将计算机辅助排样（Computer Aided Nesting，CAN）系统在这些软件系统上运行的时候，主要包括了以下几个模块：服装设计图形输入、预处理、自动排样以及结果输出等。具体的过程应该是先将服装的图形及尺寸通过接口进行输入，可以通过CAD/CAN的方式。然后可以转换为更加方便的数据结构，确保能够进行一定的优化，由于系统在进行自动计算的时候对服装面料用量较小，因此只能根据用户的输入方式来进行排样，将这些排样的结果在屏幕上更好地显示出来，在完成了自动排样之后用户对结果不满意的情况下，可以采用其他的方式来进行计算，例如可以直接进入到人机交互的整个过程中，通过这种人机对话的方式可以完成很多操作，如对服装的平移、增加、删除、旋转等，这样就能让排样的结果达到最佳的效果。最后再利用文件的形式将排样结果进行输出，还要给出相应面料的利用率将这些都通过打印机进行输出。对于服装设计图形处理方面，主要获取排样零件的选择与图形的信息，根据一定的数据结构来完成信息库，可以采用AutoCAD系统软件进行操作，这样的数据结构转换起来更加容易，很多二维的图形也可以利用AutoCAD来生成，或者可以借助扫描仪的方式来获得，如果从专业的角度来获得图形信息，那么就可以不断地对数据进行统一。设计师在获取服装款式以及造型的时候，也可以充分借助各种工具，设计师可以先设计相应的款式，然后再选择与自己设计相符合的人体模特，根据模特试穿的效果来做出相应的修改；设计师还可以将自己的想法先在电脑屏幕上表现出来，利用CAD来将设计的内容放在电脑里保存，方便以后继续使用，还可以充分利用已有的成果，真正实现将技术与艺术相结合的效果[2]。
1.2 自动排样的类型
通过系统给出的窗口来对面料的长度、宽度和排样时间进行说明，自动排样是希尔伯特为数学工作者提出的数学难题，其中最关键的就是对二维图形进行优化排样，所有数学者都在探索但是始终没有找到正确的答案，从理论上可以对问题进行解答，在其他领域例如冲压、切割方面都已经应用了各种先进技术，将计算机技术应用在排样问题中可以通过多种方式来进行，人机交互法、矩形包络法以及解析函数法等，这些算法都有或多或少的优缺点。根据对其他方面的算法进行研究，可以学到更多关于计算机系统的知识，也能提出更多具有创新性的方案，进行粗排的时候可以利用矩形包络法，研究区域的时候可以进行精排，这样既提高了利用率，也能降低算法的复杂程度，主要包括精排和粗排的方式，粗排的方式是因为服装图形有着一定的复杂性与多样性，给排样带来的计算量是很大的，严重的甚至影响到排样效率。因此在进行粗排的时候，应该充分利用服装轮廓的特点选择面积比较小的，也就是最接近实际的服装图形来进行排样，再根据具体的方法对这些图形进行优化，排样完成后逐渐恢复原始的图形。这样不仅简化了排样的模型，还能将复杂的问题进行一定的简化。具体的方法如下：可以先求出服装的包络矩形，然后对某一时刻假设为排样布局N，而下一代的矩形是D，当排上D之后这时的布局就是N+1，如果选择D的布局作为最终的评估函数，那么布局的原则就是最大的。在精排的时候费时是最少的，并且排样的效率也会比较高，能够满足服装在设计时的整体需求，但是它还存在一些不足之处，排样的结果不能达到最佳的状态[3]。
如图1所示，a图是两件服装，b图是粗排的结果，那么可以看出服装2应该再向服装1左移一部分，但是利用率不如c图，为了让这一问题得到更好的解决，可以在粗排的基础之上采取精排的方式，采用精确定位的形式让图形更加接近布局，这也是最好的一种办法。利用该方法可以让所占布料的面积最小，从实际应用上来看，就是将两个图形转化为更为接近的方法，但又不会出现互相干扰的情况，让两个图形在理论上有交流的部分，可以采用运算量较大的算法，如点阵判交法、联立方程求交方法等。这些方法可以针对难度偏上的问题，如果是更为复杂的图形就不能实现，而区域的概念就能解释这一点。具体的解决办法是：由于服装会在面料上占一定的面积，因此能够反映在计算机屏幕上的都是二维图形的形式，通过对这些图形区域建立关系的过程，来判断图形是否发生了干涉的情况或者是否有重叠的现象。任何的服装图形都是利用圆或者多边形来组成的，而系统软件也对圆与多边形建立了函数，可以将一些基本的布尔运算应用到这些函数中，典型的布尔运算有差、交、异或、与或等。根据这些就能够得出各种各样的圖形区域，在各个图形区域建立完成之后，根据系统的提示可以创建一些服装的组合区域，当创建的区域为空也就是NULL时，就说明这两件服装并没有出现碰撞的现象，这样就可以继续沿着排样方向来向已经排样的服装进行移动，如果新区域是非空的话，表明服装发生了碰撞就停止了移动，然后可以进行一定的调整。除了进行自动排样之外，还可以进行人工交互排样，或者自动排样完成之后再进一步提高面料的利用率。系统可以将人工交互排样的过程表示出来，对服装图形进行平移和旋转，或者进行其他的一系列操作，确保排样结果达到最佳的状态，从而实现图形坐标变换矩阵的效果。
1.3 计算结果的输出
在进行结果输出的时候，可以输出两个部分的内容，第一部分是面料利用率计算，第二部分是对图形输出的计算。前者面料利用率是排样系统中十分关键的指标，通过计算面料利用率就能得到服装的具体面积，同时在进行排样时，对哪种服装选择哪种排样策略也有不同的要求，而面料利用率就能对这些问题做出一定指导，零件图形的复杂性是很高的，在计算图形面积时可以利用高等数学或者微积分的形式，这样可以从一定程度上获得相应的知识。从实际的角度进行分析，能够看出服装就是封闭轮廓构成的，这些轮廓是将圆形、多边形两者相混合形成的。如果用户对排样结果没有任何意见的情况下，就可以根据相应的数据结构将零件的图形信息进行输出，将这些内容传给CAM系统再利用图形打印机进行打印，也可以借助其他的功能，或者直接利用Windows进行屏幕的拷贝[4]。
2 结语
综上所述，对计算机辅助排样在服装设计裁剪中的应用进行分析，可以看出，CAN系统能够提高材料的利用率，产品的成本也得到了降低，越来越多的企业都应用了这种系统，也说明该系统的市场是很大的，在缩短生产周期的同时，也能降低工人的劳动强度，从而实现真正的自动化生产。利用计算机强大的技术再结合设计师的经验，能够让服装设计更加的科学化与现代化，未来我国服装行业的竞争会越来越激烈，相信未来我国在该方面会取得更大的成就。
[参考文献]
[1]董智佳.经编无缝服装的计算机辅助设计[D].无锡：江南大学，2015.
[2]曾珊珊.计算机辅助设计在高校服装设计教学中的角色探索[J].电脑迷，2016（11）：184.
[3]金鹏，孙晔.服装设计专业计算机辅助设计课程中学生可持续发展能力的培养[J].文教资料，2015（22）：164-166.
[4]金蕊，苏军强.优化服装设计计算机实验的实践与探索[J].实验技术与管理，2017（2）：194-196.
