服装虚拟设计与展示平台的研究与应用

崔梓盈，黄璐倩，于家伶，张 卓，丛洪莲

(江南大学 教育部针织技术工程研究中心，江苏无锡，214122)

随着时代的发展和人们生活水平的提高，传统的服装生产工艺已经无法满足服装产品飞速的更新换代以及消费者的个性化需求。 由此可见，传统服装企业亟需从劳动密集型向高科技型转变。 现如今，数字化技术的应用是服装业长远发展的必经之路，为服装企业提供了新的生存环境和发展契机。 服装虚拟设计与展示平台的出现促进了服装业的产业升级和结构化调整，提高服装制造的效率从而提高产能，使得“多品种、小批量、短周期、快交货”的生产模式成为现实，而这也是国内服装企业面对全球经济一体化和在激烈的国际竞争力下生存发展的需要。

1 服装虚拟展示技术研究现状

目前网络购物平台应用较多的二维服装展示，其中包括平铺图、悬挂图、模特试穿图等，因其缺乏精确性与真实性，容易给消费者带来不好的网购体验，三维服装虚拟展示应运而生。 国外的服装虚拟展示技术具有代表性的有瑞士Miralab 实验室的“FlashBack ” 项 目[1]、 法 国 Lectra 公 司 的“e-design”项目、美国的GERBER、德国的EASTER等。 国内的有杭州森动数码科技发布的“3D 互动虚拟试衣间”，Face72、41go 及Okbig 等试衣网站[2]。 目前，服装虚拟展示技术中常用的方法主要包括人体测量方法、人体建模方法、服装建模方法、3D 动态仿真等。

1.1 人体测量方法

人体测量方法可分为接触式测量和非接触式测量。 接触式测量主要包括马丁测量法、石膏测量法、截面测量法[3]，这些方法虽简单可行，但耗时较长、精度较低、误差较大，不利于测量数据的采集与分析。 非接触式测量包括二维和三维两种测量方式[4]。 在二维测量方法中，李晓久、季开宸等人[5-6]运用拟合曲线模型来估算围度尺寸，具有一定研究意义。 三维测量方法效率高、精度高，但价格昂贵，主要包括激光测量方法、莫尔条纹测量方法、摄影方法和三维人体扫描测量技术。 其中在扫描过程中需要利用时间差测量法、三角测量法和相位测量法来获取数据[7]。 目前，三维人体扫描技术在服装领域的应用主要表现在量体裁衣、3D 打印和虚拟试衣等方面。

1.2 人体建模方法

三维人体模型建模方法主要有以下几类：

(1)基于三维扫描的人体建模

该方法操作简单、精确性强、应用场合广，但耗时较多、费用较高，且提取出来的数据量大，难以处理，适用于影视制作、场景虚拟、高端需求的个性化定制及虚拟试衣[8]。

(2)基于图像信息的人体建模

利用获取的人体照片信息，经过图像处理技术提取出人的几何特征，从而构建人体模型。 Hilton、Wang 等人[9-10]根据不同角度拍摄的人体照片，通过提取特征点或图像分割技术，然后经过变形技术建立人体模型。

(3)基于人体测量学参数的人体建模

将人体测量学参数的相关理论运用到人体建模中，以创建逼真度高、合理性强的三维人体模型。Kasap、Yao 等人[11-12]根据人体测量学数据，利用几何、函数及比例学对人体的骨骼、体型、皮肤等进行建模。

1.3 服装建模方法

服装建模在服装虚拟展示技术中既是重点，也是难点。 目前服装建模方法主要包括几何建模、物理建模以及混合建模。 吴义山等人[13]通过对格雷码编解码、摄像机/投影仪位置标定、三维点云重建等问题的研究，实现了基于相移结构光重建的服装建模。 刘骊等人[14]在形状分析与处理的理论基础上，将服装的相关知识与几何处理技术相结合，提出了一种新的快速构建服装模型的方法。 颜家峰[15]利用SLIC 超像素分割算法[16]对图像进行区域划分生成二维衣片，再对网格进行细化从而获得更多顶点后，生成更为逼真的三维模型。

1.4 服装虚拟展示

真实性是三维虚拟展示区别于二维虚拟展示的重要优势之一，国内外学者就如何提高三维服装展示的真实性展开了一系列研究，并取得了一定成果。 张庆[17]基于弹簧-质点模型对服装进行动态仿真，并对传统的弹簧-质点模型进行了改进。 韦超[18]采用Remeshing 技术和自适应网格法对皮革面料进行仿真。 目前虚拟仿真技术广泛应用于各种服装虚拟设计与展示平台， 如Optitex[19]、Dressing Sim[20]等制衣软件以及CLO3D、凌笛Style3D 等国内外展示平台，对服装进行仿真设计后，通过场景建立、面料渲染等手段给使用者带来视觉上的真实感受[21]。 这些平台的出现让交互式设计成为可能——设计师、企业及消费者都可根据各自的想法和需求在平台上进行协作设计。 通过三维虚拟展示能直观地看到服装的穿着效果，便于设计师和消费者对服装细节进行修改，让消费者足不出户就能实现个性化定制。

2 服装虚拟展示平台开发现状

随着服装CAD 等技术的不断发展，服装的数字化设计与虚拟展示变得更加简单快捷。 用户通常只需进入网站或者下载一个应用程序就可实现目标，而这些网站和软件就是服装数字化设计和虚拟展示的平台基础。 目前市面上的数字化服装设计及虚拟展示平台根据使用对象的不同，主要分为面向设计师、生产者和面向消费者两种。

伴随着消费者要求多元化和时尚产业的迅速更新换代，第一类面向设计师的设计展示平台在人体三维建模、服装建模、实感渲染等方面做了大量准备，将重点放在了简化设计操作、优化服装3D虚拟展示和增强真实感渲染上。 如CLO 3D 软件为专业设计者提供精细化设计操作；Browzwear 则提供了3D/2D 同步工具和资源丰富的虚拟服饰部件库，使设计简化、展示方便。 此外，国内外还涌现了不少优秀的类似平台，如EFI Optitex、Tailornova、凌笛style3d、Marvelous Designer、Browzwear 旗下的Lotta 等。 这些平台为缩短设计周期，实现设计师与顾客的并行设计提供了极大便利[22]，在服装生产销售行业内的普及度正在逐渐扩大。

同时，随着人们对于个性化服饰的需求的不断提升，以消费者为服务对象的服装设计及虚拟展示平台被持续且深入地进行开发。 该类设计平台目前以线上平台为主，提供“登录网站→选择服装类型→根据虚拟展示效果进行部件化设计”的基本流程。 国内出现了如云衣定制、酷特云蓝、博克服装定制等针对男女装日常服饰的展示平台，也出现了主推古风和二次元服装的展示定制平台如于归等，后者主要面向小众顾客群体。 国外市面上较为流行的有主打男装的Hockerty 和Woodies Clothing、主攻女装的Sumissura、以衬衫类为主的Tailor store和Modern Tailor、主打T 恤的Spreadshirt 等线上平台。 但是由于技术限制，在这些以面向消费者为主的服装定制及虚拟展示平台中，还存在可供设计展示的种类较少，展示角度不全面的问题，仍具有较大的发展空间。

3 典型服装虚拟设计与展示系统

3.1 国内数字化服装设计应用平台

3.1.1 凌笛

凌笛style3D 平台的受众广泛，对设计师、消费者还是服装供货商、进货商都适用，服饰类型、面料种类多样。 有部件化改造模块，可以对袖口、衣领等各个部件进行面料、绣花、文字等的更换，实现个性化定制的目的，同时可以通过360°旋转查看衣物的各个细节，改变服饰的穿着背景等操作，更好地实现对服装的细节展示以及实现与周围环境的和谐统一。

对于设计师来说，可以快速高效地将二维设计稿转换为三维模型进行效果展示；对服装生产商和购买商来说，则可以较为直观的了解服装的各项数据和整体效果，加强了沟通效率。 但缺少尺寸数据的收集，虚拟形象也无法轻易改变。 系统应用方案如图1 所示。

图1 凌笛系统应用方案

3.1.2 云衣定制

云衣定制专注于职业正装的定制，实现了一人一版、专属设计，一定程度上整合了部分服装行业资源，对于设计师和生产销售商来说也是一个较好的平台。 平台有量体环节，消费者可以直接输入自己的各项身体尺寸数据，也可以预约进行线下量体，保证数据的准确性。 但在服装定制方面，只能对男士服装进行部件化设计改造，对于女士服装只能改变面料。 虽然实现了服装的3D 虚拟展示，但是遗憾的是无法创建虚拟形象，不能体现服装的上身效果。 技术实现方式如图2 所示。

图2 云衣定制系统应用方案

3.1.3 酷特云蓝

酷特云蓝产品种类不多，专注于男装，特别是男士正装。 有自主设计板块且对于样式面料等都有简要介绍，方便了消费者的选择，可以进行3D展示甚至里料展示，操作方便；设计全程可以与专业着装顾问进行沟通交互，从较为专业的眼光来设计自己的衣服，可以随时保存设计好的半成品或成品，便于下次继续设计；售后服务较完善，可以直接进行评价反馈。 技术实现方式如图3 所示。

图3 酷特云蓝系统应用方案

3.2 国外数字化服装设计应用平台

3.2.1 数字化设计软件Browzwear

Browzwear 公司为服装数字化设计和虚拟展示建立了多种平台，通过使用它旗下的软件工具，设计师可以进行参数化的人体建模，利用3D/2D 同步工具和资源丰富的虚拟服饰部件库，进行更简单的数字化设计。 先进的光线追踪渲染技术可以实现3D 仿真，创建逼真的图像，从而明确不同的位置、剪裁等操作所呈现的效果。 但是软件专业性较强，使用费用高，目前只适用于服装企业中的设计师等专业人员。 普通消费者很难通过平台体会到数字化设计和虚拟展示带来的便捷。

3.2.2 线上设计平台Tailor store

瑞典线上设计平台Tailor store 面向广大消费者，主营衬衫、西装、polo 衫类服饰。 用户打开页面，登录账号后，通过点击页面标题选择服饰类型，进入相应的局部细节定制和服饰展示页面。 以衬衫为例，可定制的面料种类花色有超过一百种，可定制的部件包括领、袖、袖口、门襟、口袋、背部样式等。 服饰组合设计的过程中会在3D 虚拟展示中进行实时改变。 但该网站上服装种类较为单一，且只有尺寸固定的服装正面的3D 虚拟展示，没有真实人体模型的穿着效果，很难让消费者产生代入感。

3.2.3 线上设计平台Hockerty&Sumissura

Hockerty&Sumissura 也是消费者可以直接接触到的设计平台之一。 Hockerty 主营男装，Sumissura主营女装，服装种类较为丰富。 进入网页后选择服饰类型，然后进入虚拟展示和细节设计界面，消费者可以通过过滤器根据季节、颜色、材料等对百种面料进行筛选，方便选择。 所有服饰都具备3D 虚拟展示的效果，且部分服饰有人体模型穿着的效果，用户可以从正面、背面、侧面三个方向和折叠状态下观察服装效果。 人体模型并不能根据用户尺寸而改变，有穿着效果的直观感受，但并不灵活。

4 结语

本文简要说明了数字化服装及服装虚拟展示技术的研究背景及发展意义，分析了数字化技术在服装业中应用的优势。 服装业的数字化、智能化技术以及3D 虚拟展示技术越来越成为一种时代发展潮流，国内外出现了许多服装定制及虚拟展示平台，广受设计师、消费者及企业的青睐。 这些平台大大缩短了服装产品从设计到生产再到销售的时间，满足了人们对服装个性化的需求，让消费者足不出户通过网络就能实现虚拟试衣。 但这些平台目前仍存在一些问题，如：现有的服装设计平台以网站为主，移动客户端软件数目较少，功能齐全的软件更是少之又少；以消费者为用户对象的设计平台，缺乏人体模特穿戴效果的虚拟展示和多角度展示，不能实现三维人体造型的个性化。 这些设计平台以男士正装为主，女士服装品类较为单一；对西装、衬衫等服装的三维服装设计技术已较为成熟，而在一些款式多变、品种丰富的服装设计及展示中，却无法满足大多数人的日常需求。

服装虚拟展示技术在服装个性化定制及数字化服装行业有着十分广阔的发展应用前景。 国内外各虚拟展示平台在以上提出的有待完善的方面仍有很大的进步空间，而这也成为了服装业新的研究发展方向。 在未来，集设计、虚拟试穿、生产、线上购买及配送于一体的数字化技术应用将逐渐成为服装业发展趋势。