数学模型在服装设计中的应用研究

余旻娟

（上饶幼儿师范高等专科学校，江西 上饶 334000）

服装设计师借助数字模型能够对人体的各项尺寸信息进行汇总、分析，同时通过数学统计、线性回归等方法，构建服装尺寸数据信息库，为广大服装设计人员提供真实可靠的参考数据，促进我国服装行业的健康发展。传统服装设计多采取平面制图法，设计师在平面上画出初步设计图稿，再结合少量人体尺寸信息，简单修改设计后便可投产问世。此种设计方式因存在数据上的局限性，故而对大众群体并不适用，且最终呈现效果也有着一定的不确定性。

1 数字服装设计的内涵与特征

数字服装设计是指依托网络技术、数字模型技术、计算机等，开展与服装设计、加工相关的一系列设计工作，通过对各环节相关信息数据的整理、采集、分类、加工、储存等，整合服装设计资源，提高资源利用率[1]。与传统纸质服装设计相比，数字服装设计可操作性强，可将二维平面设计变成立体三维结构模型，更加直观的向服装设计及相关工作人员展示设计理念。设计人员也可借助三维模型快速找出设计漏洞，对设计方案进行优化，从而更好还原设计效果，设计出更加符合大众需求的服饰。

随着信息技术及人们思想观念的进步，人们对服装设计也提出更高的要求，对服装不再局限于穿着舒适这一基本要求，更强调服装的美观性及功能性，传统服装设计已然无法满足当下群众的需求，设计师需要借助先进的科学技术，如数字模型等开展服装设计，以实现科学技术与服装设计的完美融合，更好推动数字化服装设计的发展，设计出更多的优秀服装作品。

2 服装设计中应用数字模型的优势

2.1 提高设计精准度

传统服装设计中，服装尺寸主要是设计人员依据少量人体尺寸，计算得出相对合适的服装尺寸，此种计算方法受技术、数据来源、设计经验等多种影响因素存在一定不确定性，导致服装设计精准度不高。对此，在服装设计中应用数字模型，依据海量人体数据资源及服装尺寸数据，借助准确高效的计算机编程，可以计算出符合大众身材的设计数据，有效提高服装设计的精准度[2]。另外，借助数字模型技术，还可直观呈现服装的色彩搭配、结构表达、材料选择等因素对服装成品的影响，进而以此为依据优化设计方案，进一步提高设计精度。

2.2 提高设计效率

传统服装设计中为呈现更好的穿着效果，需要设计人员不断对设计方案进行优化，同时，持续对样衣进行修改和制作，直至制作出满意的作品。整个过程耗时较长，服装设计效率普遍偏低。借助数字化模型，设计人员无需制作样衣，仅需将相应的服装设计数据录入软件平台，即可自动生成样衣模型，极大的便利了设计人员对数据的调整和优化，有效提高了设计工作效率。

2.3 打破传统设计局限

传统服装设计需要设计师长时间留在工作室，有一定空间限制，而数字化设计可以借助智能终端设备随时随地对“数字样衣”进行修改，便于设计人员捕捉灵感，一定意义上实现了“无纸化设计”。同时，数字化设计不会如传统设计一样产生大量的样衣和纸质资料，不必担心样衣和资料储存问题。另外，借助数字化模型技术，设计人员可以根据自己的想法，通过调整数字模型，设计出想要的人体结构服装，并将相关信息数据录入数据库中，为后续服装设计提供参考，避免一些不必要的返工问题。

3 服装设计中的数字模型应用现状

3.1 CAD 技术

CAD 技术是基于图像软件设计与计算机系统生成的一种服装设计技术。随着科学技术及社会生产力的不断提高，传统服装设计弊端逐渐显现。其中，人工成本高、时间成本大已然成为制约我国服装设计发展的主要原因。为解决这一问题，设计人员可以借助CAD 技术开展服装排版、样衣放码、服装排列等工作，并运用先进仪器，如测量仪、扫描仪、摄像机等，提高服装设计数据的精准度[3]。借助数字模型技术，用三维立体图形将服装的面料选择、排版尺寸、结构款式、适宜人体的三维数据等直观展示出来，设计人员根据展示内容，结合大众的真实人体结构，对数字模型进行分析和优化，进一步提高服装设计方案的合理性与可行性，并将优化后的设计方案通过图像输出仪器、打印机等设备，发给服装生产部门用于生产。当前的数字模型已被用于服装领域的各生产环节中，进一步推动了服装行业的数字化发展。

3.2 CAPP 系统

CAPP 系统是基于CAD 技术衍生的一种复杂设计辅助系统，将其应用于服装设计中，可借助集成制造系统与管理信息系统，对服装设计流程、生产环境、生产周期等开展全方位分析，自动过滤掉重复及无效信息，将收集的有效信息录入数字模型中，反馈给相关管理者，用以代替人工分析、人工计算等工艺流程，大大提高了服装设计与制作的效率。

3.3 三维人体扫描技术

为确保数字模型的精准度，需要保障服装测量数据的准确性，常见测量方式分为非接触测量与接触测量。其中，非接触测量是借助图像分析法、激光三角法、激光测距法等实现对目标的非接触测量，也可借助光学原理，使用磁学、声波等进行非接触测量；接触测量是使用测量仪器直接对目标进行测量。而三维人体扫描技术是依据光学原理，通过对电子学、信息处理技术、图像学等多种现代技术的有效融合实现非接触测量。得益于科学技术的不断进步，三维人体扫描技术日趋完善，能够在很短时间内完成精密测量，大大提升了服装测量工作的效率和可靠性。

4 服装设计中的数字模型的应用策略

4.1 服装尺码设计中的运用

在服装设计中，尺码一直以来都是消费者关心的重点，传统服装尺码设计师通过计算标准差、平均值等对服装尺码进行选择，此种计算方式由于数据来源单一，易出现误差，也无法充分对个体差异进行考虑。而借助数字模型则可很好解决这一问题，设计人员借助海量信息数据，可对消费者的身材与尺寸需求进行准确预测，进一步提高尺码设计的精准度与服饰的舒适度。

4.1.1 尺码设计

应用数字模型开展尺码设计应综合考虑多种因素，如面料弹性、服装款式、人体测量数据等。当前的数字模型主要采取回归分析，借助回归模型对不同尺码间的关系进行预测，便于设计人员优化服装设计细节。另外，还可以借助聚类分析，对服装尺码进行确定[4]。

4.1.2 尺码定制及个性化设计

当前，人们越发注重服饰的个性化，设计人员可借助数字模型，结合客户体测数据，提高定制服装尺码的精准性，为客户提供良好的个性化服装体验。另外，设计人员还可以通过数字模型的预测和分析，为客户提供更为精准的尺码建议，提升客户满意度。

4.2 面料设计与制造中的应用

4.2.1 面料纹理设计及纺织工艺

服装的外观和质量与面料纹理设计、纺织工艺息息相关。在服装设计中运用数字模型，设计人员可借助三维立体模型对面料纹理进行优化调整，预测不同纹理下的面料特性与外观，观察不同面料纹理对服装的影响。如设计人员通过模拟各个纺织工艺下纱线的性能与外观，设计出柔软度更高、弹性更好的纱线，从而把握面料纹理、纺织工艺与服装设计间的关系，最大化的提高服装设计的精准度。

4.2.2 面料物理特性的模拟与优化

面料的使用与后期维护与面料的物理特征紧密相关，面料物理特征包括厚度、弹性、导电性、强度等，运用数字模型可对面料物理特征进行模拟，根据模拟得到的分析结果，对面料物理特性进行优化。例如，设计人员可借助数字模型预测面料在撕裂、折叠、摩擦、拉伸等应力下的不同反应，以此对面料的物理性能进行判断，并结合服装设计要求，对面料性能进行优化，选出最佳的面料材质与纺织工艺参数，从而生产出更符合设计要求的服装面料。

此外，数字模型还能用于对面料密度及厚度分布情况的分析，设计人员根据分析结果可以对面料质量及物理特征进行有效控制，如借助数字模型模拟不同拉伸下的面料密度与厚度分布情况，设计人员可以据此对面料的设计与使用进行优化，提高服装成品的舒适度与质量。

4.2.3 面料材料选择及生产成本控制

借助数字模型的模拟功能，设计人员可选出与设计要求最相符的面料材料，平衡生产成本及面料间的关系。如借助数字模型可对不同材料的化学性能及物理性能进行分析，综合环保、生产成本、生产工艺等因素，选出最合适的服装材料[5]。另外，可借助数字模型对服装生产过程进行优化，有效降低服装生产过程中的能源消耗及废品率，在保障服装质量与生产效率的基础上，合理降低服装生产成本。

4.3 服装造型设计中的运用

4.3.1 服装平面设计及三维建模

三维立体建模是基于服装平面设计开展的，设计人员根据服装平面设计内容，将服装比例、尺寸、结构等要素录入数字模型平台中，生成对应的三维立体模型，直观展示设计效果。设计人员通过分析模型数据，对设计方案进行创建、修改与编辑。例如，借助三维立体模型可对服装比例及设计意图进行展示，便于设计人员对服装各细节进行安排和组织，提升服装的实用性和美观性。另外，服装设计人员借助CAD 软件，可对服装的曲面、线条、体积、比例、尺寸等进行修改和编辑，进一步提高服装设计的精准度。

4.3.2 服装拟合及调整

借助数字模型，设计人员可模拟服装尺寸及人体形态变化对服装设计的影响，分析变化数据，对服装进行拟合和调整，提高服装设计的贴合度和穿着舒适度。例如，设计人员可以将得到的人体测量数据录入系统中，生产与之匹配的三维立体模型，并模拟不同人体结构尺寸及比例对服装曲线及形状的影响，进而根据服装曲线及形状变化，对服装各部位的面料剪裁予以调整，提高服装的舒适度。例如，VirtualTry-On 技术就是一种利用数学模型对服装进行拟合与调整的新型技术，服装设计人员可通过对计算机视觉技术与数字模型技术的结合，在虚拟环境中模拟出不同人体形态所需的服装尺寸，便于设计人员直观地对服装质量及舒适度进行感受，从而设计出更舒适、质量更好的服装产品。

4.3.3 服装零件设计及组合

借助数字模型技术，可对服装零件的形状、尺寸和材质等基本要素进行模拟，供设计人员对服装零件进行组合。同时，设计人员还可以结合自己的设计思路与创意，对服装零件的材料、尺寸、性质等进行调整和优化，以此更好地表达设计意图。另外，借助数字化人体模型及3D 身体扫描技术，可实现对人体尺寸及形态的精准还原，便于设计人员快速找出设计漏洞，减少后续服装制作过程中存在的服装零件拟合问题与裁片拼接问题，进而保障生产出的服装更贴合人体工学。

4.4 服装生产与供应链管理中的应用

4.4.1 质量控制与成本优化

优化服装生产成本与质量控制，是指通过有效方法提高产品质量与生产效率。在服装设计中应用数字模型，能够实现对生产过程的数字化与精细化管理，强化质量控制与生产成本控制，有效提高产品质量与生产效率。例如，借助数字模型可以模拟出不同生产场景下的生产参数，通过比对各生产参数，从中找出生产成本最低、产品质量最高的生产参数，并将其应用于实际的服装生产中，从而实现生产效率的提高与生产成本的降低。

4.4.2 供应链的可持续发展及风险管理

想要保障服装供应链的可持续发展，必须确保供应链的安全性与可持续性。在服装设计生产中应用数字模型，企业能够对供应链开展全面管理，借助数字模型对供应链各环节及节点存在的风险因素进行模拟，以此对供应链的可持续性进行评估，并结合风险成因，制定对应的解决措施，优化供应链节点，排除潜在隐患风险，有效保证服装生产供应链的有序运转。

5 结束语

综上所述，数字模型在服装设计中的有效应用，为服装设计开辟了新的发展空间与方向，突破了传统服装设计局限，让服装设计变得更加高效、精准、科学，有效降低了服装设计的人工成本与时间成本。但与此同时，数学模型的应用也面临着一定的隐私保护与社会道德等方面的问题，因为在未来的应用中，还需要从业人员积极探索，寻找更适合的应用方法，以真正实现服装行业的数字化转型，促进服装行业的可持续发展。