第二節 服裝CAD系統的主要功能模塊

一、輔助設計模塊

所有從事面料設計、服裝款式設計的人員都可以借助服裝CAD系統提高設計工作的效率。傳統上，設計工作主要是手工操作，設計效率比較低，并且重復工作量很大，如色彩的變化、組合以及搭配。而CAD系統借助計算機的高速運算能力及其巨大的存儲能力，使設計工作的效率大幅度地提高。據相關的數據統計和企業的應用調查顯示，使用CAD系統可以比手工操作提高效率20倍。一般來說，服裝CAD系統的設計模塊主要包括機織面料設計、針織面料設計、圖案設計、色彩變化與處理、服裝款式設計等功能。美國格柏公司研發的Artworks Studio就是一款集服裝設計、面料設計、圖案設計、顏色管理等于一體的服裝CAD設計系統。目前，服裝CAD系統已成為一種信息交流的媒介，除用于面料及服裝設計外，還可應用于其他領域，如廣告設計、吊牌設計和包裝設計。

1.面料設計

設計師可以利用面料CAD系統設計紗線和織物結構，并可以快速預覽織物的仿真模擬效果，從而省去了很多打小樣的時間。對于不滿意的織物，還可以在CAD系統中方便、快速地進行調整和修改，直到滿意為止。服裝CAD系統的面料設計模塊主要包括針織面料設計、機織面料設計。

在針織面料設計方面，設計師利用代表各種針法的方格圖表示針織組織結構，通過色紗、各種針法排列進行產品的設計，最終將針織物的仿真模擬效果在屏幕上展示出來，使設計師不必生產出樣品就可以進行挑選。CAD系統還可對設計完成的面料進行色彩的組合與搭配，大大提高了面料設計的效率。針織面料CAD系統一方面用于生成織物的仿真模擬，另一方面，某些針織CAD系統還可以生成特定針織設備所需的數據，直接控制織機的織造過程。目前，國內外的很多公司都開發了針織設計CAD產品，如德國的Stoll織物設計系統、法國力克Prima Vision Knit設計系統、美國格柏Artworks Studio Easy Knit設計系統都是比較成熟的系統。國內也有一些公司及院校在這方面進行了研究，并有相應的設計系統問世。圖1-1為美國格柏Artworks Studio Easy Knit針織面料設計軟件。

在機織面料CAD系統中，設計師可以設計紗線（紗支、捻度、捻向、顏色等），設計組織結構，設定紗線的排列規律，設置經、緯紗密度等，最終，CAD系統可以在屏幕上顯示出成品織物的模擬仿真效果。機織面料CAD系統還可以很容易地表現出一些比較特殊的外觀效果，如：起毛、刷毛等。因此，設計師借助機織面料CAD系統可以用很短的時間、花很少的費用設計出理想的產品。與針織CAD系統一樣，由于機織CAD系統能夠在屏幕上快速地模擬出織物的真實外觀效果，設計師不必在機織機上織出樣品就可以評價設計思想的好壞。當然，利用CAD系統只能節省加工樣品的工作，而最終產品的手感、懸垂性、質量等還是需要通過真實的織物來體驗。一般來說，打樣工作通常比較昂貴而且要花費很長的時間，機織面料CAD系統的優點還是顯而易見的。圖1-2為美國格柏Artworks Studio Easy Weave機織面料設計軟件。

2.印花圖案設計

對于印花圖案設計師來說，有很多CAD系統甚至一些通用圖形圖像處理軟件都可以使用。這些用于實現設計思想的CAD系統及圖形圖像處理軟件功能強大，具有很高的工作效率。設計師利用各種圖像編輯工具，進行單元圖案及其回位的設計，檢驗各種各樣的設計效果。最終的設計結果還可以轉換為印花色板。利用CAD系統可以在不破壞原始設計的前提下，以各種方式產生很多新的設計，如色彩的組合與搭配，設計師不必再為重畫原始設計稿需要大量的時間而擔心了，這非常有助于設計師展現出更多的設計才華。圖1-3為美國格柏Artworks Studio Easy Coloring顏色變化設計與處理軟件，圖1-4為美國格柏Artworks Studio Repeat and Design圖案設計軟件。

3.服裝設計

利用服裝CAD系統進行款式設計改變了傳統設計的手工繪畫方式。通過服裝CAD設計軟件，不但可以使用各種畫筆工具來描繪效果圖，還可以把掃描或拍攝的面料替換到服裝上。一些服裝設計CAD軟件還可以使用曲面網格工具來建立類似三維效果，這樣在沒有生產前，設計師就基本可以看到服裝的大概效果，不但提高了效率，還節省了產品開發的成本。目前，許多服裝設計人員使用一些通用的圖形圖像處理軟件，如Adobe Photoshop、Adobe Illustrator、Corel Painter、CorelDraw等，已經可以完成很多日常的設計工作了。但對設計工作中的一些特殊功能與需求，還需要借助專業的服裝設計CAD系統才能更高效地實現。在服裝企業的設計工作中，應用比較廣泛的專業服裝CAD系統主要是立體貼圖和服裝款式圖設計兩個應用軟件。立體貼圖軟件可以同時實現某一款式多種不同面料或顏色的模擬效果。實現立體貼圖功能，操作人員首先需要在服裝圖片或時裝效果圖上創建出對應于服裝各個結構片的遮罩，然后利用軟件的曲面網格工具根據衣片的經、緯紗方向及表面形態為每個衣片遮罩創建一個曲面網格，之后就可以對圖片或效果圖上的服裝面料或顏色進行更換了，面料或顏色更換后的效果十分逼真。利用這種方式，設計師可以在同一款式上進行顏色、面料的搭配組合，相互對比。目前，國內外公司都開發有服裝立體貼圖產品，如美國格柏公司的Artworks Studio Draping（圖1-5），國內也有一些公司及院校在這方面進行了一定的研究。目前，立體貼圖軟件的一些功能已不局限于單機使用，可應用于互聯網的立體貼圖功能模塊也已出現，這是服裝CAD系統應用于網上試衣與網上服裝訂購領域的必然結果。用戶不必出門就可以通過網絡選擇自己所需要的服裝款式以及面料和顏色，觀看搭配模擬效果。但目前只有少數國際著名的服裝CAD供應商推出了網上立體貼圖功能模塊。圖1-6為美國格柏公司的網上立體貼圖模塊Web Draping。服裝款式圖設計軟件通常是基于矢量的圖形設計軟件，并提供很實用的服裝款式庫，設計師還可以根據需要，不斷擴充款式庫。美國格柏Artworks Studio Micrografx Designer（With Artworks Clipart）款式圖設計軟件提供了大量的服裝、部件、配飾材質庫，創建服裝款式圖十分方便、快捷。該軟件還被廣泛地應用于生產工藝單的設計制訂上（圖1-7）。

二、輔助生產模塊

1.面料生產

在面料生產方面，CAD系統主要應用于紡織機械的控制，如針織機、機織機和印花機。控制針織和機織設備的CAD/CAM系統主要應用在較大規模的公司。大多數針織或機織CAD/CAM系統都是由針織或機織設備的生產廠家開發，這些系統不僅可以用于控制生產設備，而且還提供了豐富的織物設計功能。使用CAD/CAM系統可以簡化由設計圖稿向實際面料的轉化過程，并且可以在設計過程中隨時進行修改。設計作品可以通過存儲設備或網絡傳輸給生產設備進行生產。CAD系統的輸出有兩種方式：一種方式是CAD/CAM系統將織機所需的操作指令存儲在存儲設備上，或直接通過網絡輸入到織機；另一種方式是利用彩色打印機將設計結果打印在紙上，或者借助CAD系統的模擬功能，展示利用所設計的織物制作出的服裝的外觀效果。

將紙上設計的織物生產出來是一個費時的過程。織物印花需要進行分色，機織物需要表示織物組織和提綜規律的上機圖；針織物需要線圈形態、組織結構、色紗變化等。事實上，CAD/CAM技術所具有的優勢已吸引了大量設計師，印花織物數據可以從CAD系統直接傳輸到激光雕刻機，或生成分色薄膜，供傳統的印花工藝使用。針織機和機織機都可以利用CAD系統直接輸出的控制指令進行織造生產。

2.服裝生產

在服裝生產方面，CAD系統應用于服裝的制板、推板和排料等領域。利用CAD系統制板，省去了手工制板的繁復計算和測量，速度快、準確度也很高。板型師借助CAD系統還可以完成很多手工操作比較耗時的工作，如紙樣的拼接、褶裥的設計、省道轉移、褶裥變化等，同時CAD系統還可以測量任何部位的尺寸，從而檢驗相對應的部件裁片是否可以正確地縫合在一起。此外，服裝生產廠家通常用繪圖機將紙樣打印出來，指導裁剪。服裝CAD系統除了具有紙樣設計功能外，還可以根據放碼規則進行放碼。放碼規則通常是用尺寸表來定義，并存儲在放碼規則庫中。服裝CAD放碼系統分為點放碼、線放碼、規則放碼和自動放碼等。一套復雜的紙樣手工放碼可能需要將近一天的時間，而計算機放碼只需要十幾分鐘。計算機排料自由度大，準確度高，可以非常方便地對紙樣進行移動、調換、旋轉、反轉等，排好后用繪圖儀打印出來就可以用于裁剪了，也可以將排料數據傳輸給裁床，直接裁剪面料。如果排料率符合用戶的要求，接下來便可指導批量服裝的裁剪了。利用CAD系統，紙樣的放縮和排料所需要的時間只占手工放縮和排料所需時間的很小一部分，極大地提高了服裝企業的生產率。圖1-8為美國格柏紙樣設計系統。

三、三維技術

十多年前，絕大多數服裝CAD系統都是基于兩維的應用系統，紙樣都在平面上進行設計、編輯、調整。服裝紙樣設計完成后，需要加工成樣衣，通過模特試衣來檢驗服裝紙樣正確與否。現在，三維技術在服裝領域已經有了比較成熟的應用。利用三維技術可以將平面紙樣在虛擬模特身上進行縫合，模擬服裝的穿著效果。但是由于服裝是柔性的，并且面料品種很多，精確模擬服裝穿著的質感和垂感仍有很大的研究空間。目前三維技術在服裝領域的應用主要集中在以下三個方面。

1.人體測量系統與人體模型的建立

在“量體裁衣”的服裝市場中，必須為每一位客戶測量出一套完整而準確的尺寸。人體測量需要時間和技術，但有時這兩者都不能滿足要求。諾丁漢特倫特大學的人體測量系統Telmat，利用攝影中的剪影技術來確定體型，借助精密的形體識別軟件來確定計算人體尺寸的各個部位。這一系統的最大優點是速度快，因為它測量一次只需兩分鐘，并且測量精準足可以滿足服裝行業的要求。

目前，幾乎所有的人體模型都是建立在人體三維掃描技術的基礎上，通過掃描得到人體外形輪廓的點云數據，在對點云數據進行處理后，進而構建出人體的三維模型。近些年，各國相繼研究三維人體掃描及測量技術，通過利用光敏設備捕捉投射到人體表面的光（激光、白光或紅外線）在人體上形成的圖像，進而描述人體的三維特征。這種三維掃描系統具有掃描時間短，精確度高、測量部位多等特點，如美國的TC2通過對人體4.5萬個點的掃描，迅速獲得人體的80多個數據，可以全面精確地反映人體的體型狀況。英國的TuringC3D系統還可以捕捉表面的材質，對物體表面的色彩質地進行描述，這在研究有標志的物體時非常有用。掃描輸出的數據可用于三維服裝設計軟件，對人體進行量身定制。目前，人體三維掃描儀已廣泛應用于人體測量學研究、服裝的量身定制、虛擬試衣、電影特技、計算機動畫和醫學等領域。圖1-9為德國Human Solutions GmbH公司的VITUS Smart LC3三維人體掃描儀，該設備可以12秒完成人體的掃描。

當模擬模特在T臺上進行表演時，首先必須理解模特是如何通過她們略帶夸張的動作來更好地展示所穿的服裝。產生令人滿意的人體運動模型仍是一個較大的難題。人體的任何動作都是由肌肉控制，肌肉帶動與之間相連的骨骼，進而使人體運動起來。幾乎所有的模擬系統都是通過表面掃描技術產生人體模型。然而，人體的許多特征是由內向外產生的，即：首先是骨骼，然后是在骨骼上加上肌肉、脂肪和皮膚。人體的這些內部特征僅通過表面掃描技術是無法獲得的，必須利用X光技術和超聲波探測器才能使我們看到被肌肉、脂肪和皮膚所覆蓋的骨骼，只有將所有這些因素結合在一起，才能完全呈現人體的運動特征。目前，模擬系統如何更加逼真地模擬模特的T臺表演，呈現人體的動態感覺及姿態，仍需進一步研究與探討。

2.三維服裝CAD系統

三維服裝CAD系統是建立在三維技術基礎上，在三維人體模型上進行三維服裝的交互式設計與展示，實現三維服裝的原型設計、三維服裝紙樣的縫合、三維服裝與二維樣片之間的可逆轉換、三維服裝效果展示以及模擬T臺動態展示等。Browzwear公司的 V-Stitcher系統是一款功能強大的服裝三維試衣軟件，它能與格柏公司的AccuMark紙樣設計系統連接使用，實現服裝二維紙樣與三維服裝之間的轉換，操作也比較方便（圖1-10）。V-Stitcher系統的紙樣可以使用AccuMark紙樣設計系統設計與修改，然后在V-Stitcher中進行縫合試穿，并運用3D分析工具評估服裝的合體性。V-Stitcher系統為了使用戶得到真實的穿著感覺，還提供有面料性能的調節參數，并可運用3D分析工具評估同一款式不同面料服裝的舒適度。如何在計算機屏幕上準確地表現出紡織材料的性能，是目前一個最為根本而又較難解決的問題。

3.虛擬現實

虛擬現實系統利用計算機的顯示器來模擬虛擬世界，虛擬現實的出現預示著服裝設計進入了一個新紀元。利用虛擬現實技術可以通過計算機模擬服裝表演臺、服裝模特和服裝，觀眾可以從各個角度進行觀看，通過有效的信息交流得到最終的結果。虛擬現實技術的應用潛力已不局限在供應商與零售商的相互交流中，它甚至會進入高檔時裝市場，為傳統的服裝表演提供一種多樣化的、新穎的展示方式。為充分利用這一技術的強大功能，服裝和紡織市場將會不可避免地利用三維技術，以虛擬現實的方式展示服裝。