基于三维技术的明代女短袄虚拟仿真设计

李洪坤,陈国强

(1.济南工程职业技术学院，山东 济南 250200；2.山东科技职业学院，山东 潍坊 261053)

齐鲁传统服饰文化历史悠久，相关文物见证了古代劳动人民的勤劳与智慧，为当下服饰文化的研究与传承创新提供了物质基础，然而保留下来的传统服饰实物数量有限，且手工保护与修复、收藏与展示是一项工序复杂、耗时长和成本高的工作，这都为进一步进行相关研究增加了困难。近年来，随着数字化技术的逐渐成熟，自然遗产、文化遗产可通过数字化方式进行收集、存储，并能通过数字建模和虚拟展示得以呈现[1]。本文从虚拟现实出发，采用现代虚拟软件对传统女短袄进行复原与保存，以期快速有效地提高传统服饰的复原效果，加强传统民间服装的文化传播。

1 基于三维技术的虚拟仿真设计实现方法

袄是明代中后期妇女普遍穿着的常服，有长短厚薄之分，春秋多穿夹袄，冬季则穿棉袄或皮袄。明代流行两截式穿衣，上袄下裙成为明代女性经典的着装搭配，代表了当时的服饰风尚。随着传统文化的回归，改良的传统服饰逐步为消费者所青睐，其中多种款式来源于明代服饰。为了更加完整逼真地展现传统服饰原貌，本文将传统服饰文化与现代设计相结合，对山东博物馆馆藏明代蓝色麒麟方补妆花缎女短袄(以下简称为传统女短袄)展开实证调研，记录了服装款式、版型、纹样与工艺，采用CorelDraw、Photoshop、服装CAD及CLO3D软件，探究了传统女短袄的虚拟仿真效果。

通过分析传统女短袄的款式结构和工艺，把虚拟仿真设计分为服装基础样版设计、面料与纹样设计和缝制工艺设计3个模块，根据每个模块的制作要求，选择了不同的设计软件制作模型。采用服装CAD软件完成传统女短袄“十字型”版型结构的构建，相对于现代三维人体与服装模型的建立，此制版方法简单快捷，可真实还原服装规格与尺寸。采用Photoshop、CorelDraw等软件建立纹样模型，将样版导入CLO3D软件实现工艺虚拟缝合，最后完成虚拟仿真与静态展示。

刺绣纹样与工艺设计的虚拟模型是仿真设计的关键，本文采用几何建模与图像建模相结合的方法，几何服装建模技术无需考虑物理属性，重点在于创建一个能展示衣服形状和褶皱的真实对象[2]。这种建模的细腻度与逼真度高，适用于结构复杂且尺寸较小的纹样和图案[3]，几何建模能快速、直观地调整物体的外部形态。图像建模以数字相机作为图像采集设备，原始图像分辨率的大小是影响建模清晰度的关键，图像建模容易实现，物体的真实感较高。

2 明代女夹袄数字化模型建立

2.1 款式结构特征分析

传统女短袄款式为交领大襟右衽，其领与衣襟相连，形成独具中式特色的领襟连属形制。琵琶袖，袖端收口，袖口处加白色暗花缎袖缘，领部加白绸护领，胸背各织一块麒麟纹方补，下摆两侧开衩，大身采用蓝色缎地面料，并织有折枝牡丹、杂宝纹，织造精细，提花清晰，前襟有两对系带，此件女衣式样短小，下身配以马面裙，形式美观大方，其实物正、背面款式如图1所示。

图1 款式结构图

2.2 十字型 版型结构建立

传统女短袄依然保留历代传统服饰在平面裁剪结构中采用的“十字型”样式，即前后中缝为中心线，肩袖线为对折线，二者呈“十字型”，前后片连裁。古人由于面料布幅宽度受到限制而拼袖，衣身结构也均由两幅布料裁剪而成，体现古人“敬物崇俭”的思想，衣身肩部不裁开呈平面连身袖的造型，袖底缝合成曲斜状态。服装的裁片设置为直线裁剪，成衣在二维平面呈T字型结构[4]。

对明代女短袄实物进行尺寸测量，身长63 cm，两袖通长232 cm，袖宽36 cm，服装其他部位的尺寸如表1所示，根据款式分析与尺寸测量得到服装版型，如图2所示。

图2 服装版型结构图

表1 蓝色麒麟方补妆花缎女短袄各部位尺寸

2.3 刺绣 补子 纹样模型建立

传统女短袄在胸前后背缀有方形补子，主体纹样麒麟纹，配以海水、山石、云朵等作为装饰，蓝色缎地上的麒麟纹用金线织成，眼底用白色、黑色点睛。角及蹄用白色，火焰用大红色，头部及尾部须发用黄色。麒麟周围的四合如意、莲花、海水江崖用片金勾边，五彩丝线织成。整件补子用色有大红、白色、黄色、绿色、蓝色、黑色等，运用由深至浅或由浅至深的退晕过渡的配色方法，形成了明朗、富丽的装饰效果。

用数字相机对方形补子刺绣纹样拍取照片，拍照时要注意图片的完整性和清晰度，便于后期对图片纹理的处理。用Photoshop软件对纹样图案进行处理，调整图像透视，强化纹样，并依照实物微调纹样颜色，难以调整的地方可以先用CorelDraw软件绘制出纹样，然后再用Photoshop软件进一步调整。实物面料采用蓝色缎织物，因此纹样质地采用蓝色，最后将处理后的纹样保存为JPEG格式，如图3所示。

图3 补子纹样实物图与效果图

2.4 缝制工艺与服装三维模型建立

传统女短袄缝制工艺主要采用平缝工艺，选择CLO3D软件建立服装三维模型，将CAD绘制的服装各个裁片的DXF格式文件导入CLO3D中待用,将刺绣纹样以JPG格式导入CLO3D面料库中待用。在CLO3D软件中设置面料属性为缎织物，选用女性模特，此阶段关键技术是样版的安排和虚拟缝合，CLO3D软件中提供了“安排点”模式，可将面料裁片、各部件裁片按照实际穿着关系放置于安排点四周，注意所有板片的丝缕线应垂直于面料幅宽方向。采用“同步”命令在2D样版和3D服装窗口中同步显示调整效果，在2D样版界面中，根据缝制工艺要求，运用编辑线缝纫工具将缝线对应准确，按顺序缝合，在3D服装窗口检查样版是否对位，利用“线缝纫”和“自由缝纫”功能实现缝制工艺的还原仿真，缝合完成后即可实现服装三维模型的建立，如图4所示。

图4 服装虚拟缝合模型

3 明代女短袄虚拟静态展示

传统女短袄三维模型建成后进行三维视图观察，在CLO3D系统中可通过变化正面、侧面、背面以及服装内部的视角，客观评价虚拟仿真效果并及时在2D界面中修改版型、尺寸与工艺。经观察，虚拟仿真的传统女短袄整体线条柔和流畅，清雅恬淡，服装实物的虚拟仿真效果较好。在3D窗口中还可通过放大、缩小、旋转、平移等方式观察模特静止状态下的服装整体结构、缝制工艺与刺绣纹样，并与服装实物全面对比，使服装在结构工艺、部件构造、装饰纹样的虚拟仿真上实现逼真的效果。对比分析实物与效果图，发现虚拟仿真面料在质感上稍有差异，但并未影响服装整体的虚拟仿真效果，图5为服装实物与三维虚拟仿真效果图的对比图片。

图5 实物图与仿真效果图的对比模型

4 结语

本文基于三维虚拟仿真技术、图像技术以及多种软件对山东省博物馆馆藏明代蓝色麒麟方补妆花缎女短袄进行虚拟仿真，实现了对服装实物真实有效地立体复原。(1)在服装版型结构建模过程中，通过对馆藏实物的尺寸测量与版型绘制，实现其原有服装的形态，能够快捷有效地把握服装的款型特征与尺寸大小。(2)对刺绣“补子”纹样建模过程中，利用Photoshop、CorelDRAW等软件，采用图像处理技术，完成刺绣纹样从二维向三维的转变。图像采集过程中，拍摄清晰度与分辨率高低直接影响纹样的复原效果，拍摄效果越清晰、图像分辨率越高，纹样的处理越快。(3)运用CLO3D软件实现虚拟仿真设计，操作简单，快捷高效，方便实用，具有较好的交互体验感，服装复原逼真度较高，较好地实现了服装实物的三维仿真效果。

虚拟仿真技术对服饰的修复与数字化应用具有重要的现实意义，有利于传统民间服装的虚拟构建与文化传播。本文运用实证个案研究方法，逼真地复原了馆藏传统女短袄的人体穿着效果，为传统服饰文化的继承与弘扬提供了新的方法与思路。