四面构成女套装衣身样板CAD柔性模型设计

徐继红，刘咏梅，王晓丽，吕博文，黄颖颖

(1.扬州市职业大学，江苏 扬州 225009;2.东华大学服装·艺术设计学院，上海 200051)

四面构成女套装衣身样板CAD柔性模型设计

徐继红1，刘咏梅2，王晓丽2，吕博文2，黄颖颖2

(1.扬州市职业大学，江苏 扬州 225009;2.东华大学服装·艺术设计学院，上海 200051)

服装样板设计是服装设计开发的重要环节，服装样板设计的数字化、自动化、高效性和准确性成为服装CAD技术背景下的重要研究方向。以典型女套装上衣身样板设计为例，提出样板CAD柔性模型概念，采用结构参数化设计方法，对柔性模型设计关键技术进行探讨，结合CAD设计实验和样衣实验，实现了四面构成女套装衣身样板CAD柔性模型的设计。运行实验验证了四面构成女套装衣身样板CAD柔性模型的灵活性、高效性、精准性、适用性，为女套装样板快速生成的持续研究提供参考。

服装CAD;样板设计;柔性模型;参数化;女套装

服装样板的快速设计和自动生成技术一直是服装样板设计技术的重要研究方向，随着服装CAD技术环境的升级，对这方面研究的突破提供了很好的技术支撑，为数字化转化和样板快速设计生成的实现提供了支持。参数化设计作为服装样板快速设计的重要思想，通过参数驱动实现相关模块中数据的快速更新，为实现样板设计的高效化提供了解决方案。

女套装是结构较为复杂而且准确度要求高的典型女装产品，通常由同色同料或造型格调一致的衣、裤、裙等相配而成。其式样变化主要在上衣，一般以上衣的款式命名或区分品种，因此本文研究只对女套装上衣身的柔性模型设计进行讨论。四面构成衣身是典型的女套装衣身结构形式，选择四面构成女套装衣身结构进行服装样板的快速设计生成研究有着较好的代表性特征，对后续研究会有较好的借鉴意义。

1 研究思路

根据四面构成女套装衣身结构特点，将其归类为4种典型结构，并分类对其结构设计关键技术方法进行梳理。在此基础上，对其样板设计中所涉及的相关参数进行归纳提炼和参数命名;然后，基于可脚本编辑的CAD技术平台，探索柔性模型建立的关键技术，完成4类衣身的柔性模型设计;最后，对所建立的模型进行体型变化实验和款式变化实验，检验模型的适用性、准确性和高效性，研究技术路线如图1所示。

图1 研究技术路线图Fig.1 Technical route of research

2 结构设计关键问题分析

2.1 衣身结构归类

四面构成女套装以人体前、后中心线为基准，衣身围度均分为4份，一般前后出现纵向分割线，左右两边出现侧缝［1］，后衣身可设置后中心分割线或无中心分割线。前、后衣身纵向分割线又称为公主线，根据起始点位置不同可分为袖窿公主线和肩线公主线。其中前公主分割线位置根据款式需要可通过胸点或者向侧缝方向偏离胸点，偏离胸点的前片公主分割线往往有指向胸部的省道配合设计，达到塑造胸部曲面造型的要求。

归类常见的四面构成衣身结构有以下4种:A类为四面构成－袖窿公主线衣身，B类为四面构成－肩线公主线衣身，C类为四面构成－袖窿公主线+胸省衣身，D类为四面构成－袖窿公主线+L型省衣身，如图2所示。其他四面构成衣身结构可在此基础上通过较少变化而完成，故以下研究首先针对这4类典型结构进行探讨，具有较好的代表性和覆盖性。

2.2 肩胸部和肩背部曲面量处理方法

肩胸部和肩背部的曲面造型是衣身造型塑造和衣身结构处理的关键，曲面量的处理依托分割线、省道以及缝缩工艺。通过曲面高点的分割线和指向曲面高点的省道可包含曲面量以塑造曲面造型，偏离曲面高点的分割线只可较少包含曲面量甚至无法包含曲面量，需要补充省道设计或衣缝缝缩来塑造符合人体的曲面造型［2］。

图2 四面构成衣身结构典型形式Fig.2 Typical forms of four-piece bodice.(a)Front of class A;(b)Back of class A;(c)Front of class B;(d)Back of class B;(e)Front of class C;(f)Back of class C;(g)Front of class D;(h)Back of class D

基于以上4种类型的四面构成衣身结构，具体处理方法如下:A类为肩胸部曲面量处理于前公主分割线，肩背部曲面量分散于后领口弧线、后肩线、后袖窿弧线，进行缝缩处理;B类为肩胸部和后背部曲面量分别处理于前、后公主分割线;C类和D类的肩胸部曲面量部分处理于偏离胸部最高点BP(Bust Point)的前袖窿公主线，部分处理于补充设计的横向胸省或L型腰胸省，肩背部的曲面量处理方法同B类。对应的结构图如图3所示。

2.3 胸腰差处理

图3 四面构成衣身结构的曲面量处理方法Fig.3 Proccessing method for amount of surface of four-piece bodice.(a)Back of class A;(b)Front of class A;(c)Back of class B;(d)Front of class B;(e)Back of class C;(f)Front of class C;(g)Back of class D;(h)Front of class D

四面构成衣身结构多出现在具有明显X廓形的服装，胸腰差处理于公主分割线、侧缝和后中心线以及补充设计的纵向省道，影响腰部造型良好的重要问题是胸腰差的分配比例。A类、B类和C类的胸腰差分配比例相同，m为后中线处13%，n为后公主线处35%，p为侧缝处12%，q为前公主线处为28%的分配比例。D类胸腰差分配比例采用:m为后中线处13%;n为后袖窿公主线处35%;p为侧缝处12%;q为前袖窿公主线处18%;o为L型省道处10%［3］，如图4 所示。m、n、p、q 和 o在后续模型设计中将设置为变量，其所包含的胸腰差分配比例也可根据人体体型特征和服装造型特征进行调整修改，满足样板变化设计的要求。

图4 胸腰差分配部位示例Fig.4 Distribution area of chest and waist difference.(a)Class A，B and C;(b)Class D

3 参数化设计

3.1 参数化设计概念及原理

服装纸样参数化设计是用参数约束纸样的一组结构尺寸序列，参数与纸样的控制尺寸存在某种对应关系。当赋予参数不同数值时，就可驱动原纸样生成新纸样［4］。比如，在建立了东华原型的参数化模型后，修改服装的胸围参数，则与胸围相关的省道量、袖窿弧线等都会发生相应的变化。参数的修改会导致其他相关模块中相关数据的更新，因此参数化设计是建立柔性模型的关键技术手段。

参数约束需要数值约束和几何拓扑约束的共同作用［5］。数值约束一般指几何元素的大小、角度、坐标位置或与此相关的关系式的限制，如裙长、成衣胸围、袖长等。几何拓扑约束一般指平行、垂直、相切等这些非数值的几何关系方面的限制，如东华原型中后中线与底边线垂直、胸围线与腰围线平行的关系。参数驱动的目的是根据参数数值的变化而改变纸样，但保持纸样变化前后的几何拓扑关系不变［6－7］。由于服装设计大都是改进型设计，约3/4原来的服装设计信息在新款式的结构设计时被重新运用，参数化设计方式确定了结构设计的尺寸和几何关系，使系统可根据这些条件自动生成样板，大大提高了制图效率。

3.2 参数类型

在样板参数化设计中，需要根据人体特征和服装结构来制定设计要求。要满足这些设计要求不仅需要考虑尺寸或结构参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系。将服装样板设计中的参数按参数特征分为以下3类［8］:

1)尺寸参数。亦称规格参数，在样板设计中即指在尺寸规格表中所列出的各项尺寸。包括控制人体体型的身高、胸围和腰围的体型尺寸，以及决定服装款式结构的衣长、肩宽、袖长等款式尺寸。

2)数据参数。数据参数亦称自定义参数，即在设计过程中操作者自行规定的放量、松量、收量或尺寸规格表中未作定义的其他尺寸，如肩线缝缩量是数据参数。

3)复合参数。复合参数是指在以上2种简单参数难以表达时可用数学或逻辑运算符将这些简单参数连接在一起构成参数表达式。在服装纸样设计过程中，经常会使用复合参数来定义，系统在接收这些复合参数后，会自动将其分解为简单参数进行计算。

3.3 参数命名

参数命名以简明易识、CAD系统接受为原则。本文研究采用带下标的斜体大写字母对参数进行命名，其中下标表示参数的中文首字母组合，如胸围记为JXW，后直开记为WHZK。归纳提炼衣身样板设计中所涉及的参数是柔性模型设计的关键，参数太多会降低样板设计的效率，参数不足又会制约样板设计的变化程度，对衣身样板设计方法和过程进行分析，归纳相关参数，并结合运行实验进行多次修改调整，最后确定各类衣身结构所涉及的尺寸参数、数据参数以及复合参数。

图5和表1示出了A类衣身结构所涉及的主要参数。表1中的参数初值是建立柔性模型时采用的数值。设计模型时，需要达到参数数值任意修改，样板可以随之发生变化的效果。至于参数的约束范围，需要根据打板经验，根据具体的款式要求，输入符合实际需求的数值，以获得满意的样板，例如，VJXFS的值一般在0～0.8cm之间变化，QMJ的值一般为0～10cm等。

图5 参数对应的服装部位Fig.5 Area of parameters corresponding to clothing

4 柔性模型设计关键技术

4.1 样板CAD柔性模型概念界定

柔性和模型是当代新兴的2个词语。模型是指一组假说，是以概念、判断、推理或论证等思维形式组成的框架(图式、图样、图型)作为试探性的、反映客观事物相似关系的理论体系。柔性的释义为可改变的或通融的，与刚性相对［9］。结合柔性和模型这2个词语的含义，定义柔性模型为能够响应特定需求或条件而进行改变通融的，对现实世界的对象、过程或系统的客观模拟或缩影。柔性模型的最大特点体现在柔性二字上，该模型可根据实际情况进行变通。服装CAD柔性模型则是指针对服装CAD系统建立的，可通过参数调整实现自动变化的服装结构设计集成模型，如衣领模型、衣袖模型、衣身模型等。参数化调整可实现单个模型的应用变化，参数化关联可实现模型的组合应用变化。

表1 参数设计表Tab.1 Parameter design table

4.2 衣身样板CAD柔性模型设计方法

柔性模型的建立基于Modasoft 12.11版型管理技术平台，该CAD技术平台具有数字化脚本编辑功能，结合模型生成和调用功能，为柔性模型的建立提供了软件支持。

对四面构成女套装衣身进行样板CAD柔性模型设计的关键技术如下。

1)设置号型尺寸表。根据160/84A标准体的体型数据信息，设置参数，赋予参数相应初值。

2)曲面松量变化处理。如图6所示，将原型后片部分袖窿省分别转移至后领口、后肩，以初值0.4cm控制后领口松量，参数VJXFS驱动控制后肩线缝缩量的变化;将原型前片部分胸省转移至前袖窿，以初值0.5cm控制前领口松量。脚本记录中的数值可通过脚本编辑进行数值的修改，从而使样板发生联动变化。由于模型设计中涉及线条较多，通过操作查询工具可快速定位该线条在脚本记录的位置，以根据款式变化对数值或参数进行修改。

3)长度、围度变化处理。长度方向采取首先延长至臀围线的处理方法，以避免调用模型时臀围线对衣长变化的限制，这样建立的衣身柔性模型适用于衣身下摆位于臀围线之上或之下的衣身;围度方向胸围变化设计时，采取延长胸围线(延长长度为复合参数“－(JXW+12－OCYXW)×0.25”)，再确定参考侧缝线的处理方法，以避免采用只有单一方向性的“平行线”对模型胸围变化的限制，这样建立的衣身柔性模型适用于任何胸围松量的女套装衣身。其中参数LYTG控制臀围线的位置，TYXBH决定腰围线的位置，参数RJKBH、MDJH直接影响肩宽的大小，RJKBH、MDJH以及UXLSBH控制袖窿弧线形态，如图7所示。

图6 图示和对应的关键脚本步骤Fig.6 Diagram and corresponding key script procedure.(a)Structural drawing;(b)Edit box;(c)Script editor

图7 图示和对应的关键脚本步骤Fig.7 Diagram and corresponding key script procedure.(a)Structural drawing;(b)Script editor

4)分割线和收腰量处理。根据上文的胸腰差分配比例进行收腰量分配的复合参数设计。以四面构成－袖窿公主线衣身柔性模型为例，参数OCYXW×0.55×0.25控制前、后分割线辅助线的位置变化。分割线在腰围线和臀围线处的收量和放量以表1中的复合参数表示。

5)细节变化处理。纵向分割线设计完毕以后方可延长所有纵向线条至衣长。参数IYC直接控制款式的长短，参数WHZK、SQZK、XHK影响领窝的形状，参数QMJ的改变可实现衣身的门襟从对合门襟到单门襟、双门襟的变化。

6)生成面板、里板样片。建立的以表1中的参数初值而控制生成的4种衣身样板CAD柔性模型如图8所示。

图8 4种衣身样板CAD柔性模型Fig.8 Four kinds of CAD flexible model for pattern design of bodice.(a)Shell patterns of class A;(b)Lining patterns of class A;(c)Shell patterns of class B;(d)Lining patterns of class B;(e)Shell patterns of class C;(f)Lining patterns of class C;(g)Shell patterns of class D;(h)Lining patterns of class D

通过修改参数的值，优秀的柔性模型可发生联动变化而不发生任何逻辑错误。在进行女套装样板设计时，通过设置相关参数直接调用类似的衣身柔性模型，经过简单修改，即可实现衣身的样板快速设计，节约了重复劳动的时间。类似地可对衣领、衣袖进行样板CAD柔性模型设计。

5 样板CAD柔性模型运行实验

5.1 系列尺寸变化实验

分析柔性模型中所有的参数得知，参数NSG、JXW、IYC、OCYXW、KCYYW、PCYTW对柔性模型结构设计影响最大。根据160/84A标准体以及国家5.4号型规格中档差的设置，进行参数取值变化设计。160/84A的 JXW为 84cm，NSG为 160cm，OCYXW为 92cm，KCYYW为78cm，PCYTW为 98cm，IYC为 60cm。其中参数 JXW、OCYXW、KCYYW、PCYTW的跳档值均为4cm，长度方向上的参数NSG跳档值为5cm，IYC的跳档值为2cm。共有4档，分别为155/80A、160/84A、165/88A、170/92A，各号型参数取值如表2所示。考虑到其他参数对柔性模型的影响，实验过程中对其他参数也进行了档差设置，为保证纸样设计的合理性，实验中JXW与OCYXW同时变化，NSG与IYC同时变化。4类衣身调用的实验结果如图9所示，每个衣身样板上不同的颜色代表不同的规格。

在实验过程中，4种衣身样板CAD柔性模型均能顺利调出，从结果可看出，每种衣身柔性模型的4个规格都能正常运行且不产生变形，说明4种衣身样板CAD柔性模型的逻辑性较强，有较广的适用度。

表2 系列尺寸参数设计Tab.2 Parametric design of dimension series

5.2 个性尺寸变化实验

图9 实验运行结果Fig.9 Experimental results.(a)Class A;(b)Class B;(c)Class C;(d)Class D

GB 1335—1991《服装号型》按胸围和腰围落差的数值分布划分出Y、A、B、C 4种体型，其中Y型体女子的胸腰差为24～19cm，A型体女子的胸腰差为18～14cm，B型体女子的胸腰差为13～9cm，C型体女子的胸腰差为8～4cm［10］。本实验选择如表3所示的Y、B、C 3种非标准体样本，为检验相关主要结构参数的差值对衣身柔性模型的影响，衣身胸围松量分别设置为10、12、14cm，衣身腰围松量分别设置为6、8、10cm，衣身臀围松量分别设置为8、10、12cm，其余参数取值相同。实验参数设计如表4所示，3种体型各个衣身运行正确。图10示出A类衣身3种体型的实验结果，可看出，在胸腰差分配比例原则统一的前提下，3种样板在腰部的收量具有明显区别。

在实验过程中，4种衣身样板CAD柔性模型均不受胸腰臀差值大小以及相关参数差值大小的影响，可顺利、无错误地调出，且每种衣身柔性模型线条柔和，符合样板线条特点，没有发生明显变形，通过简单调整就可达到设计要求，进一步验证了4种衣身样板CAD柔性模型较强的灵活性、高效性以及较广的体型覆盖性。

表3 样本体型数据Tab.3 Size data of samples cm

表4 个性化尺寸参数设计Tab.4 Parametric design of personalized dimensioncm

图10 A类衣身实验结果Fig.10 Experimental results for class A.(a)Y type body;(b)B type body;(c)C type body

5.3 款式变化设计实验

通过款式变化设计实验进一步检验衣身样板CAD柔性模型的准确性、高效性和适用性。选择4例不同体型的人体样本，分别用 T1、T2、T3、T4表示，并为人体样本分别对应设计4款不同衣身类型的四面构成女套装。通过调用相应衣身柔性模型进行快速纸样设计，最后进行样衣制作。通过观察样衣效果，证明柔性模型的可变化性和应用广泛性。表5示出本实验选取的人体样本的体型数据，对应款式图、完成的样板和试衣效果图如表6所示。从表6可知，衣身柔性模型较好地实现了四面构成女套装衣身的制板，最终完成的样衣造型效果良好，达到了预期要求，显示出衣身样板CAD柔性模型的准确性和适用性。本研究所建立的4种四面构成女套装衣身样板CAD柔性模型为女套装的样板快速生成提供了可靠的研究基础，对指导企业快速制板具有一定的实用价值。

表5 样本体型数据Tab.5 Size data of samples

表6 实验结果Tab.6 Experimental results

6 结语

本文总结了四面构成女套装衣身结构设计2个方面的关键问题:肩胸部、肩背部曲面量处理问题和胸腰差处理问题，并确定四面构成女套装衣身的4种类型。通过对四面构成女套装衣身进行参数化设计，提取衣身结构参数。对四面构成女套装衣身柔性模型的设计进行了技术探讨，实现了4种衣身柔性模型的建立。最后，通过运行实验验证了4种衣身样板CAD柔性模型的灵活性、高效性、准确性、适用性。

4种衣身样板CAD柔性模型初步实现了四面构成女套装衣身的样板快速生成，为服装纸样快速设计生成的持续研究和技术推广奠定了基础。本文只对四面构成女套装衣身进行了样板快速设计生成研究，后续研究可以同样的方法对两面构成、三面构成女套装衣身及女套装衣领、衣袖等模块进行柔性模型设计，并进行个性化定制的尝试。

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Research on CAD flexible model for pattern design of four-piece female suit

XU Jihong1，LIU Yongmei2，WANG Xiaoli2，Lü Bowen2，HUANG Yingying2
(1.Yangzhou Polytechnic College，Yangzhou，Jiangsu 225009，China;2.Fashion·Art Design Institute，Donghua University，Shanghai200051，China)

Garment pattern design is a key component of garment design and development，and digitization，automation，efficiency，veracity of garment pattern design is important research direction under the background of garment CAD technology.Taking pattern design of typical female suit bodice as an example，a concept of CAD flexible model for pattern design is put forward，parametric design method is used，and the key technology of CAD flexible model design is explored.Combining CAD design experiment and samples experiment，the design of CAD flexible model of four-piece female suit is realized.Experiment results show that the flexibility，efficiency，veracity，applicability of CAD flexible model is verified，which provide reliable research foundation as well as accumulation to the continuous study of the quick generating of female suit garment pattern.

garment CAD;pattern design;flexible model;parameterization;female suit

TS 941.2

A

10.13475/j.fzxb.20140702209

2014－07－11

2015－03－14

徐继红(1969—)，女，教授，博士。主要研究方向为服装设计与技术。刘咏梅，通信作者，E-mail:liuyongmei@dhu.edu.cn。