男衬衫一片袖款式图到纸样图的转换方法

刘 肖， 邓咏梅， 陈金广

(1. 西安工程大学 服装与艺术设计学院， 陕西 西安 710048；2. 西安工程大学 计算机科学学院， 陕西 西安 710048)

男衬衫一片袖款式图到纸样图的转换方法

刘 肖1， 邓咏梅1， 陈金广2

(1. 西安工程大学 服装与艺术设计学院， 陕西 西安 710048；2. 西安工程大学 计算机科学学院， 陕西 西安 710048)

针对智能化服装设计中款式图到纸样图智能转换的问题，以普通男衬衫为例，利用参数化方法，对其袖子部分的款式图到纸样图的转换进行了研究。首先确定袖子部分的关键控制点和特征线，并根据一片袖制图规则确定袖山高。然后，以款式图中的袖长与实际纸样制图中袖长的比例关系为基准，换算出与之相关的特征线尺寸，得出初步的纸样图框架。最后，由于B样条曲线具有良好的拟合曲线的特性，因而在已得出的纸样框架图中采用B样条曲线对相关弧线进行构造，利用几何关系计算B样条曲线的控制点坐标，从而建立参数化关系，完成转换后纸样图中相关弧线的构造，最终实现男衬衫一片袖款式图到纸样图的完全转化。

款式图； 纸样图； B样条曲线； 参数化设计； 服装CAD

Abstract Considering the fact that the intelligent transformation from garment drawing to its pattern in the intelligent clothing design, and taking men′s shirt as an example, parametric methods are used to study the transformation for the sleeve. The first step is to determine the key points and characteristic lines, and then to determine the values of sleeve crown height according to the one-piece sleeve′s cartographic convention.Second, combing the ratio of sleeve length between garment drawing and its pattern, the length of the relevant characteristic lines are calculated, and then the preliminary frame diagram of pattern is obtained. Finally, since the B-spline curve has good characteristics of the fitted curve, the curves which have not yet been gotten in the preliminary frame diagram of pattern is constructed by the B-spline curve, and then the coordinates of relative points of B-spline curves is figured by the geometry relationship. And then the parametric relationship is established, and the transformation between garment drawing and pattern of men′s shirt with one-piece sleeve is accomplished completely at last.

Keywords garment drawing; pattern; B-spline curve; parameterized design; clothing CAD

随着服装CAD技术的不断发展，智能化服装设计成为当前服装领域的一大研究热点，主要包括智能化服装款式设计、智能打板和服装款式设计与打板的智能转换[1]。目前，服装CAD技术在款式图绘制、打版、放码与排料等方面已取得不少的研究成果[2]。然而，在款式图到服装平面结构或者三维结构之间的智能转换方面，尚需进一步研究。研究的难点在于款式图作为真实服装的一种平面效果表达，但对于服装结构设计来说不精确，因此要实现二者的转换，必须建立一种转换机制来消除二者信息表达之间存在的误差。

在服装款式的智能化设计方面，国外有学者在利用交互式遗传算法获得服装款式适合度评价函数的基础上，建立了女装款式设计系统并取得较好地效果[3]。国内学者通过服装款式关键点、特征线的定位和交互式遗传算法分别建立了部件化的智能服装款式设计系统和个性化服装款式推荐系统[4-5]。在计算机自动生成纸样方面，有学者提出了尺寸驱动几何图形的方法[6]、关键点坐标法[7]、BP神经网络法[8]、基于图论的参数化设计模型[9]、建立参数化服装部件纸样库[10]等。上述研究分别在服装款式图的智能化、纸样自动化生成方面取得了一定的成效。

在款式图与纸样间的智能转换方面，有研究通过建立服装几何刚形体的数学模型并结合服装原型纸样，得出原型纸样与款式图的空间映射关系，完成款式图到纸样图的转换[11]。另有研究则利用计算机自动识别款式图中关键点、特征线，与结构图建立起某种映射关系，完成平面款式图到纸样的转换[12-13]。文献[14]则通过建立西装款式图库和与其对应的纸样图库，通过匹配实现款式图到纸样图的转换。总的来说，上述研究的主要思路是利用参数化思想或者建立数据库的方法。相比于数据库的检索匹配方法，参数化方法更能实现款式图到纸样图的一一转换。

本文以男衬衫一片袖为例，利用款式图相关控制点与实际纸样中相关控制部位的映射关系，建立二者的参数化转换方法，结合样条曲线生成方法构造纸样图中曲线部分，较好地实现了款式图到纸样图的转换。本文方法为款式图到纸样图的转换提供了一种新的实现途径。

1 问题描述

典型男衬衫一片袖款式图如图1所示。图中给出了一些用于描述款式图的关键点，分别为：A1(x1,y1)、A2(x2,y2)、A3(x3,y3)、A4(x4,y4)、A5(x5,y5)。根据平面坐标内两点间的距离公式计算相关特征线的长度，并将这些距离记为a=|A1A2|、c=|A4A5|、d=|A2A3|、b=|A1A4|。

不失一般性，实验对象选择175/92A男衬衣基本款，其中袖窿弧长L为510 mm，袖长为600 mm，袖口宽28 mm(本文袖口宽用Lw表示，单位为mm)，袖克夫宽65 mm[15]。与图1对应的男衬衣一片袖的常规纸样图如图2所示。

2 款式图到纸样框架图转换过程

2.1 袖山高取值的确定

实验初期利用特征点对应的方法，发现转换后的袖山高取值与实际男衬衣纸样中袖山高的取值相比误差较大，在研究过程中，结合实际男衬衣纸样中袖山高的经验取值对转换后纸样中的袖山高进行修正。图3为绱袖角度示意图。

2.2 纸样框架图的设计

在纸样图中，设实际袖长为t，且t为袖长与袖克夫宽之差，设款式图中袖长与纸样实际袖长之比为k2，即：

假设k2为款式图中各控制部位尺寸与转换后纸样中各相关尺寸的比例系数，由此可得到转换后(转换后纸样的袖长仍采用t)纸样的各控制部位尺寸为

根据以上尺寸可得到假设条件下纸样框架图，如图5所示。

3 纸样图中弧线的构造方法及过程

结合实际纸样制图规则得到了转换后男衬衣一片袖的纸样框架图，而对于转换后纸样中弧线部分，包括前后袖山弧线以及前后袖缝弧线的转换，还需要进一步结合曲线的生成方法来进行构造。

3.1B样条曲线

B样条曲线[17]是参数曲线的一种，作为Bezier曲线的拓展曲线，具有局部性、连续性、几何不变性、造型灵活性等良好的参数曲线特点，因而常被应用到服装智能化设计的曲线拟合当中。潘安等[18]在进行智能化服装款式设计系统的研究中就应用了3次B样条曲线进行服装款式图的曲线拟合。B样条曲线主要分为均匀B样条曲线和非均匀B样条曲线，现给出B样条曲线的函数表达式。

式中：ti是节点值，T=[t0,t1,…,tL+2k+1]为构成k次B样条函数的节点矢量，其节点为非减序列，且L=n-k。当ti+1-ti为常数时，节点按参数轴均匀等距分布，上述表达式表示均匀B样条函数；当ti+1-ti不是常数时，节点按参数轴分布不等距，上述表达式表示非均匀B样条函数。

由于B样条曲线不过首末端点，在本文研究过程中需要使用过端点的B样条曲线，从而简化曲线的构造。根据理论知识，对于过首末两点Q1和Qn的非周期3次B样条曲线，需满足P1=Q1，Pn=Qn，且求解控制点Pj的线性方程组[17]为

该三带状矩阵可用追赶法求解出Pj(j=1,2,…,n)。为使曲线首末两点过Q1和Qn，则需附加2个顶点P0和Pn+1，且其应满足条件：P0=2P1-P2，Pn+1=2Pn-Pn-1。

3.2 前袖山弧线构造过程

为了采用B样条曲线构造前袖山弧线，首先构造控制节点，然后利用节点构造弧线。整个过程如下。

将各点坐标代入，即可解得：

即P2(xp2,yp2)坐标得以确定。

第8步。利用同样方法构造后袖山弧线。

3.3 前袖缝弧线构造过程

为了采用B样条曲线构造前袖缝弧线，首先构造控制节点，然后利用节点构造弧线。整个过程如下。

第5步。利用同样方法构造后袖缝弧线。

4 结 论

参数化设计思想是完成服装智能化设计的一条重要思路，本文利用参数化设计思路，得出男衬衣一片袖款式图到纸样图转换的数学关系，较好地实现了男衬衣一片袖款式图到纸样图的转换，并结合B样条曲线的特点，求出B样条曲线特征多边形的控制点，为后期利用计算机编程模拟转换后纸样图的曲线奠定了基础。尽管本文的研究仅给出了男衬衣一片袖款式图到纸样图的转化方法，然而该方法不失一般性，可以直接应用到其他类型服装及其部位的转换，例服装衣身、领部、口袋等部位的转换。

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Transformation from style to pattern for men′s shirt with one-piece sleeve

LIU Xiao1， DENG Yongmei1， CHEN Jinguang2

(1.CollegeofApparel&ArtDesign,Xi′anPolytechnicUniversity,Xi′an,Shaanxi710048,China；2.CollegeofComputerScience,Xi′anPolytechnicUniversity,Xi′an,Shaanxi710048,China)

10.13475/j.fzxb.20150200608

2015-02-03

2015-07-22

陕西省教育厅2012年科学研究项目(12JK0571)；陕西省科技计划项目自然科学基础研究计划-面上项目(2015JM5167)；好运来研究生创新基金项目(HYL-201407)

刘肖(1989—)，女，硕士生。研究方向为服装产品研发与评价。邓咏梅，通信作者，E-mail：dengymxpu@sina.com。

TS 941.26

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