三维可操作汉元素时装展示系统设计与实现

施诺 徐晶玉 沈汉平 顾汉杰

摘要：针对中国传统服饰爱好者以及设计师，三维可操作汉元素时装展示系统有较好的应用潜力。本文阐释了如何以Unity引擎作为开发平台，结合Noitom Perception Neuron进行动作捕捉关联人偶姿势，以及使用Maya进行原创汉元素时装建模，制作真实比例人偶用于形象展示，实现移动端操作汉元素时装的交互功能。

关键词：汉元素时装;展示系统;Maya建模;Unity开发

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）07-0146-02

0 引言

党的十八大以来，习近平总书记不断强调中华民族传统文化对于国家建设的重要性。“有礼仪之大，顾称夏，有服章之美，谓之华”，中国上下五千年的文化孕育出了丰厚的服饰文化。2018年4月18日，由共青团中央发起的第一届中国华服秀和国风音乐盛典在西安大明宫遗址紫宸殿盛大举行，并将每年农历三月初三选定为中国华服日，掀起了一股“汉服热”[1]。在汉服热的推动下，汉元素时装（即改良汉元素现代服装）也应运而生，成为当今潮流之一。

當前移动端应用飞速增长，对于传统文化的传播也起到了重要推动作用，而基于移动端的汉元素时装展示系统，尤其是支持三维可操作的展示系统较为缺失。本文即基于上述背景，阐述如何设计开发一款针对设计师以及传统汉元素爱好者的汉元素时装展示系统，以满足用户在移动端体验汉元素时装的需求。

1 服装设计与建模

1.1 服装设计原则

服装设计主要涉及到服装风格、服装设计理念以及制作设计稿的过程。本项目的服装风格主要是改良汉元素现代服装，旨在发扬中国传统美学文化，通过吸收中国传统优秀美学设计元素，例如一字扣、中国红、龙腾图案、中国结等等，与现代服装相结合设计出汉元素时装，这样的服装不仅保留了中国特色，也因为与现代服饰的特征相结合，在日常生活中具有较强实用性，同时在内涵上也结合了中国传统神韵和新元素现代思想观念[2]。服装的设计原则是先确定服装的大致款式、配色以及元素等，在决定了最基本的设计方向后在草图的基础上完成服装设计图。在后期对于初稿再次进行检查修改制作终稿，并按照终稿的设计图来进行服装的建模。

1.2 服装设计原画

融入汉元素设计的服装原画，采用在中国文化中极具代表性的黑白红黄配色。其中，男款服饰元素的灵感来自于唐装，使用祥云的元素和其他一些传统汉服常用的纹理，以旭日相映衬，体现男性刚强的特质，如图1所示。女款的灵感来源于汉服形制中的交领襦裙和对襟齐腰襦裙，另外增加中国结的元素、柔和的祥云这些鲜明的中国古风元素，同时与现代流行的阔腿短裤相结合，形成不失现代风格的汉元素时装。

2 人物与服饰建模

开发所需的素体模型以及服饰模型，采用Maya软件进行建模。

参考人体结构书籍，选用多边形建模的方式来进行人物建模，根据需要对模型细节作相应取舍[3]。在模型建立中，素体模型的比例是重要的一块，素体模型的比例很大程度上会影响服装的比例，所以在素体模型建立的时候就应当注重比例搭建，可以使用常规形状的物体来进行比例的确定[4]。男女素体模型的基础上根据服装设计的平面三视图，进行服装的模型建立。同样以简单形状的物体开始，对其进行处理，进而做出复杂的服饰结构。下一步是为服饰赋材质，逐步调整参数，使其更接近于所需的材质，再使用Maya的默认渲染器Mental Ray渲染器进行渲染。最后将模型导入进Unity素材库。

3 展示系统开发实现

展示系统的功能开发，采用Unity引擎实现，主要分为三维展示以及换装模拟功能。

3.1 三维展示

三维展示功能的实现，首先将模型拆解为不同的部分（脑袋、头发、躯干、手臂、腿等），然后导入Unity引擎中，将各个部位分别保存为预制体，并且共享一个骨骼。再进行初始化，为用户展示人物模型的初始状态。接着编写C#代码在界面中创建按钮，用于用户切换人物服装以及动作。

3.2 换装模拟

换装功能的基本原理是替换修改各个部位模型的SkinnedMeshRenderer（蒙皮网格渲染器的网格、骨骼、材质），采取的实现步骤分为合并网格、刷新骨骼以及附加材质等技术环节。通过C#代码为库创建一个骨骼对象，再给模型的Materials材质数据、Meshes蒙皮网格数据、Bones骨骼数据进行赋值，其中Meshes蒙皮网格数据需要进行合并网格的处理。数据准备完毕后，给骨骼预制体添加一个SkinnedMeshRenderer，设置其中的SharedMesh、Bones、Materials。由于模型都共用一个骨骼，换装时只需用代码替换相应SkinnedMeshRenderer的Material和Mesh属性。再通过播放相应的Animation即可以让人物模型进行相应的展示动作[5]。

4 结语

本研究针对中国传统服饰爱好者以及设计师设计了面向现代汉元素时装的三维可操作展示系统。技术上使用应用较广兼容性较好的Unity来开发本系统，使用3D建模形式来进行服装的展示，符合新时代年轻用户的视觉需求。此外，通过可操纵的三维展示系统，方便用户清晰并且高效地获取服装的信息，从而提高用户体验，同时在积极体验的引导下也能够更好地发扬中国传统文化，使用户感受到中国传统服饰文化的魅力。

参考文献

[1] 张松.中国华服日活动西安举行[EB/OL].（2018-04-19）[2018-04-19].http：//www.zghfh.com.cn/news/ent/2018-04-19/1489.html.

[2] 张慧坤.中国元素的拓展运用与服装设计方法浅析[J].科技风，2020（12）：19+31.

[3] 祝海英.多边形建模法在Maya人物建模中的应用研究[J].科技创新导报，2013（14）：240.

[4] 戴敏宏，赵宝春，马瑞智.艺用人体比例在MAYA三维动画造型中的重要性[J].电子技术与软件工程，2018（09）：50.

[5] 缪菁菁，吴子朝.基于unity3d的虚拟换装系统设计与实现[J].电脑迷，2018（22）：127.