Phương pháp thay đổi kiểu dáng và kích thước mẫu thiết kế 3 chiều được sử dụng khi người thiết kế đã có bề mặt quần áo hoặc mẫu thiết kế quần áo 3 chiều cho một cơ thể ngư[r]
(1)CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẪU QUẦN ÁO CHIỀU
TRÊN MÁY TÍNH
3D GARMENT PATTERN DESIGN METHODS USING COMPUTER
Đỗ Thị Thủy
TÓM TẮT
Hiện nay, với phát triển ngành công nghiệp may, thiết kế sản phẩm may mặc địi hỏi tính trực quan, nhanh vừa vặn với người mặc Nhiều cơng trình nghiên cứu thiết kế mẫu quần áo chiều nhằm đáp ứng yêu cầu ngành công nghiệp may nhu cầu người mặc Tuy nhiên, việc khái quát phương pháp thiết kế để giải yêu cầu lĩnh vực thiết kế sản phẩm may chưa đề cập tới cách đầy đủ Khái quát phương pháp thiết kế mẫu quần áo chiều giúp cho việc phân loại nội dung nghiên cứu, góp phần lựa chọn phương pháp thiết kế mẫu thực tế nghiên cứu hiệu Từ đó, khai thác tốt ưu điểm phương pháp thiết kế vào việc giải yêu cầu đặt ngành công nghiệp may Các phương pháp thiết kế quần áo chiều máy tính trình bày cách hệ thống báo Các nghiên cứu thu thập phân loại theo nhóm dựa vào phương pháp thiết kế mẫu quần áo chiều Những ưu điểm, hạn chế nghiên cứu thực thách thức đề cập báo
Từ khóa: Bề mặt quần áo chiều, thiết kế mẫu chiều
ABSTRACT
Currently, with the development of the garment industry, designing garments requires visualization, fast and fitting There are many studies on 3-dimensional garment design to response the requirements of the garment industry and the needs of the wearer However, the problem of these design methods to solve the requirements in the field of garment design has not been fully addressed An overview of the 3-dimensional garment design methods helps to classify the researches, contributing to the selection of garment design methods and more effective research From there, exploit the superiority of each design method to solve the problems of the garment industry The 3-dimensional garment design methods on computers are systematically presented in this article The researches were collected and classified into groups based on the method of 3-dimensional pattern design Thereby, the advantages, limitations of the research work done and the challenges are also shown in the article
Keywords: 3D garment surface, 3D pattern design.
Khoa Công nghệ may Thiết kế thời trang, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Email: thuy.dothi@haui.edu.vn
Ngày nhận bài: 15/01/2020
Ngày nhận sửa sau phản biện: 15/6/2020 Ngày chấp nhận đăng: 23/12/2020 1 GIỚI THIỆU
Thiết kế trang phục máy tính lĩnh vực thu hút quan tâm đáng kể nhà nghiên cứu Bên
cạnh nghiên cứu thực theo cách thiết kế trang phục truyền thống, thủ công, có nhiều nghiên cứu sáng tạo giúp cho việc thiết kế mẫu nhanh trực quan Để thiết kế mẫu máy tính, nhà thiết kế thường dựa vào liệu quét chiều thể người liệu mơ hình thể người Bề mặt quần áo chiều bề mặt mẫu thiết kế chiều bao phủ bề mặt mơ hình thể người giống việc người mặc quần áo thực tế Các nghiên cứu thiết kế mẫu máy tính thường theo hướng phương pháp thiết kế bề mặt quần áo mẫu chiều trực tiếp [1, 2, 3], sử dụng thuật toán để tạo mẫu [4, 5], phương pháp thay đổi kiểu dáng, kích thước quần áo từ mẫu thiết kế khác [6, 7, 8]… Các phương pháp thiết kế trang phục máy tính tạo bề mặt quần áo mẫu thiết kế chiều phương pháp có đầu vào khác Bài báo trình bày phương pháp thiết kế bề mặt trang phục mẫu thiết kế chiều máy tính với mục đích hệ thống lại tiến sáng tạo việc thiết kế trang phục Từ đó, đưa nhận xét, đánh giá cho phương pháp thiết kế trang phục đề xuất hướng nghiên cứu tương lai
2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp phân tích tổng hợp nghiên cứu sử dụng để tổng quan phương pháp thiết kế mẫu quần áo chiều Để kết nối tìm kiếm nghiên cứu phương pháp thiết kế mẫu quần áo chiều, phần mềm EndNote sử dụng Cơ sở liệu học thuật quan trọng lĩnh vực dệt may tìm kiếm Textile Technology Index World Textiles Các nghiên cứu công bố tìm kiếm dựa hai nhóm cụm từ khóa để sử dụng cho việc tìm kiếm tiêu đề, tóm tắt báo từ khóa hai sở liệu học thuật Nhóm gồm 3D garment, 3D apparel, 3D clothes, 3D fashion, 3D pattern Nhóm hai gồm surface, design, model, mapping, generation, algorithm, resizing, grading, modification, editing, alteration, method Nếu tiêu đề, tóm tắt báo từ khóa báo sở liệu học thuật
chứa nhiều từ nhóm, ví dụ 3D garment
(2)3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Sau xem xét nghiên cứu có liên quan đến phương pháp thiết kế mẫu quần áo chiều máy tính, phương pháp thiết kế khái quát phân thành số loại điển hình
Có thể thấy rằng, để thiết kế quần áo chiều máy tính, nhà thiết kế thường phải dựa vào liệu qt chiều mơ hình chiều thể người Bề mặt quần áo bao phủ lên bề mặt mơ hình chiều thể người người mặc quần áo thực tế Đặc trưng mẫu quần áo chiều [10] bao gồm đặc trưng nút, tập hợp đường cong qui tắc lọc bề mặt (hình 1) Mỗi đặc trưng nút mã hóa với phần tử tham chiếu mơ hình thể người đặc trưng Phần tử tham chiếu đỉnh, cạnh mép bề mặt mơ hình thể Mẫu thiết kế chiều cho quần áo mảnh bề mặt quần áo chia cắt có đường nét bao quanh Việc tạo mẫu thiết kế chiều từ bề mặt chiều quần áo từ liệu mơ hình thể người
a) b) c)
d) e) f) Hình Các đặc trưng quần áo chiều [10]
(a) Đặc trưng áo; (b) Đặc trưng nút; (c) Kết nối đặc trưng nút; (d) Tập hợp đường cong; (e) Mã hóa áo cá nhân; (f) Tinh chỉnh bề mặt áo
3.1 Phương pháp trực tiếp tạo mẫu thiết kế chiều Trong phương pháp này, nhà nghiên cứu tạo mẫu thiết kế chiều từ liệu qt chiều mơ hình chiều thể người mà không cần qua bước trung gian tạo
bề mặt quần áo Thomassey cộng cung cấp
phương pháp thiết kế mẫu trực tiếp dựa liệu qt chiều có tính đến lượng dư cho phép [11] Đầu vào nghiên cứu liệu quét chiều thể người Các tác giả tham số hóa liệu quét chiều, tạo bề mặt thể quét đường biên có liên quan đến điểm nhân trắc Cơ thể thu phục vụ cho việc thiết kế quần áo qua bước sau:
(1) Định nghĩa đường biên thể từ điểm nhân trắc đường sở yêu cầu cho việc thiết kế quần áo;
(2) Định nghĩa điểm dư chiếu không gian việc chiếu điểm đường biên định nghĩa;
(3) Nối điểm dư để tạo thành đường viền không gian liên kết đường viền thành khung bề mặt tạo;
(4) Tạo bề mặt đường viền liên kết Mẫu thiết kế chiều sau trải phẳng thành mẫu thiết kế chiều phục vụ cho việc cắt bán thành phẩm Các bước thiết kế mơ tả hình
Phương pháp thiết kế mẫu trực tiếp khác sử dụng tham số đường cong để thiết kế quần áo chiều Wang cộng tham số đường viền đường nét để thiết kế quần áo chiều cách trực tiếp, xác thích hợp cho việc tương tác nhà thiết kế người làm mẫu thiết kế đường viền bao gồm đường viền hình bóng đường viền cắt ngang [12] Các đường viền sử dụng để mơ hình bề mặt quần áo Các đường nét bao gồm đường may, đường chiết, đường gấp canh sợi sử dụng để may mẫu chiều Các ràng buộc sử dụng để chỉnh sửa đường viền cách tiện lợi làm đường nét đáp ứng số yêu cầu thiết kế mẫu thủ cơng
Hình Các bước thiết kế mẫu chiều [11]
Các đường nét dựa vào việc thiết kế mẫu bề mặt quần áo chiều mô tả định nghĩa để nhận dạng quán trình thiết kế (hình 3, 4)
(3)Hình Ký hiệu loại đường nét [12]
(a) Đường thẳng (b) Đường (c) Chiết (d) Canh sợi (e) Đánh dấu Việc định nghĩa tạo đường thẳng bề mặt quần áo chiều mơ tả hình 5, đường cong (hình 6), đường canh sợi điểm đánh dấu (hình 7)
Pi: Điểm đầu vào chiều
Vi: Điểm chiều chuyển từ điểm chiều
Cpi: Điểm chiều bề mặt áo xếp từ Vi
Hình Định nghĩa tạo đường thẳng bề mặt quần áo chiều [12]
Spi: Các điểm kiểm soát đường cong
pi: Các điểm rời rạc đường cong
Hình Định nghĩa tạo đường cong bề mặt quần áo chiều [12]
Hình Định nghĩa tạo đường canh sợi điểm đánh dấu bề mặt quần áo 3D [12]
Mẫu thiết kế giới hạn đường nét Do vậy, đường nét có tầm quan trọng ảnh hưởng đến mẫu thiết kế trải phẳng
Một phương pháp trực quan để thiết kế quần áo ảo Decaudin cộng đề cập [8] Đầu vào phương pháp thiết kế hệ thống phác thảo chiều,
trong người dùng vẽ đường bao quanh đường may quần áo trực tiếp mannequin Sau đó, hệ thống chuyển đổi phác thảo thành bề mặt chiều dựa khoảng cách tính toán trước xung quanh mannequin Tiếp theo, hệ thống phân chia bề mặt vừa tạo thành mẫu thiết kế chiều khác phân định đường may Các mẫu thiết kế chiều sau trải thành mẫu may chiều Quá trình tạo mẫu thiết kế mơ tả hình
Hình Tạo số đường cong kiểu cách đặc trưng [12]
Hình Quá trình tạo mẫu thiết kế [8]
(4)3.2 Phương pháp thay đổi kiểu dáng kích thước mẫu thiết kế chiều
Phương pháp thay đổi kiểu dáng kích thước mẫu thiết kế chiều sử dụng người thiết kế có bề mặt quần áo mẫu thiết kế quần áo chiều cho thể người Khi muốn tạo mẫu thiết kế cho thể người kích thước kiểu dáng quần áo thay đổi khác kích thước thể người, dựa phương pháp sau để thực
Phương pháp tùy chỉnh quần áo dựa mạng lưới đường cong đặc trưng Li cộng đề xuất [13] Đầu vào mẫu quần áo chiều G mặc sẵn mơ
hình thể người tham chiếu HR Mặc mẫu quần áo chiều
G với kiểu dáng lượng dư cho trước lên mô hình thể
người mục tiêu HO, sau chỉnh sửa kiểu dáng nhảy cỡ,
các tác giả tạo mạng lưới đường cong đặc trưng CR
trên mơ hình thể người tham chiếu (hình 10a) CO
mơ hình thể người mục tiêu (hình 10b) Mạng lưới đường cong đặc trưng tạo hai dạng đường cong đặc trưng đường cong đặc trưng chu vi GF đường cong đặc trưng chiều dài LF Các đường cong tính đường định mơ hình thể
người có điểm kiểm soát đường cong CR làm
vừa vặn lên G việc xếp điểm kiểm soát CR
lên G để tạo trạng thái C’R G mã hóa
C’R việc áp dụng kỹ thuật bề mặt lưỡng tính Coons
(hình 10c) Sau đó, tác giả chép hình dạng khác C’R CR lên CO để tạo trạng thái C’O (hình
10d) Mẫu quần áo G xây dựng lại thành kiểu dáng tiến hành C’O cách điều chỉnh
mạng lưới đường cong đặc trưng (hình 10e 10f)
Hình 10 Quá trình tạo mẫu quần áo tùy chỉnh chiều [13]
Các mạng lưới đường cong đặc trưng tạo từ mơ hình thể người khác có kết nối cấu trúc tương tự Do vậy, mơ hình quần áo mơ hình thể người tham chiếu chuyển sang mơ hình thể người mục tiêu việc xây dựng lại mơ hình quần áo từ mạng lưới đường cong đặc trưng mơ hình thể mục tiêu Hình dáng mơ hình quần áo tùy chỉnh thay đổi cách chỉnh sửa tương tác mạng lưới
đường cong đặc trưng Như vậy, phương pháp cung cấp phương pháp chỉnh sửa kiểu dáng quần áo, thay đổi kích cỡ quần áo tái sử dụng lượng dư cho phép mẫu thiết kế ban đầu
Sul Kang trình bày phương pháp mơ hình chiều áo tạo mẫu thiết kế chiều Đầu vào nghiên cứu áo khơng có cổ, khơng có tay áo mặc lên phần thân mannequin nữ [14] Tác giả quét áo mặc lên mannequin để thu nhận hình dáng Sau đó, đo kích thước hình dáng chuyển thành mơ hình mặt cắt ngang Tác giả sử dụng phương pháp bao lồi cho tiết diện để loại bỏ vị trí bị lõm Mơ hình đường chuyển thành mơ hình đa giác sử dụng mơ hình áo Các đường may thu nhận trình quét
Để xây dựng mơ hình quần áo thích hợp cho kích thước khác nhau, tác giả co kéo phía trước, phía sau phía sườn để làm biến dạng mơ hình thể Các mặt phẳng giải phẫu trục định nghĩa (hình 11): Mặt phẳng yz mặt phẳng thẳng đứng qua trước sau Mặt phẳng xy mặt phẳng thẳng đứng qua hai điểm vai Mặt phẳng xz mặt phẳng nằm ngang qua điểm cổ Gốc trục tọa độ giao mặt phẳng
Hình 11 Giải phẫu mặt phẳng thể người [14]
Hình 12 Đo khoảng cách vị trí ngực [14] Biên dạng lát cắt ngang áo Biên dạng lát cắt ngang ngực
Sau đó, khoảng cách từ gốc tọa độ tới biên dạng mặt cắt ngang áo thể đo (hình 12) Hệ số thể áo cho mặt cắt ngang tính tốn sau: Hệ số theo hướng phía trước Sf = zjf/zbf;Hệ số theo
hướng phía sau Sb = zjb/zbb; Hệ số theo hướng ngang
Ss = xj/xb Để thu mơ hình áo cho kích cỡ
thể khác nhau, hệ số dùng để tính tốn kích thước cho mơ hình áo
(5)Đầu vào phương pháp mannequin không mặc áo áo có lượng dư khác Mặc mẫu áo lên mannequin quét chiều Sau đó, xây dựng mơ hình phân phối lượng dư Ví dụ, mặt cắt ngang thể nữ giới (hình 13) Đường cong thể mơ theo chiều rộng, chiều sâu, khoảng cách điểm ngực điểm mẫu Lượng dư cho phép ngực cho X1 = 10cm sau khoảng cách lượng dư Y
điểm mẫu tính tốn thơng qua mơ hình tốn học Một loạt điểm đạt cách thêm khoảng cách lượng dư để tạo thành đường cong áo cách sử dụng 3D B-spline Hình 13 hiển thị phần bên trái đường cong thể áo vị trí ngực, chia thành chín đoạn Độ dài đoạn tính hàm đường cong, phương trình tham số đường cong B-spline Phương pháp cho phép thay đổi độ rộng mẫu thiết kế cách thay đổi lượng dư vị trí yêu cầu
Hình 13 Đường cong biên dạng quần áo thiết kế [6]
Có thể thấy, phương pháp thay đổi kiểu dáng kích thước mẫu thiết kế chiều giúp người thiết kế trực quan sản phẩm, kiểm sốt kích thước thay đổi kiểu dáng linh hoạt Tuy nhiên, phương pháp thiết kế cho sản phẩm đơn giản, quan tâm đến lớp bề mặt quần áo quan tâm chưa đầy đủ đến tính chất vải tạo nên sản phẩm trình thiết kế
3.3 Phương pháp dùng thuật toán tạo mẫu thiết kế chiều
Phương pháp dùng thuật toán tạo mẫu thiết kế chiều dựa liệu quét chiều thể người mơ hình mannequin để lấy kích thước thể kết hợp với thuật tốn thích hợp, từ đó, tạo mẫu thiết kế quần áo chiều
Trong phương pháp Fang Liao, mẫu thiết kế xây dựng, thay đổi kiểu dáng phân tích độ vừa vặn trạng thái tĩnh mặc lên mannequin chiều [15] Đầu vào nghiên cứu sử dụng mannequin số môi trường chiều Nghiên cứu sử dụng thuật toán để tạo mẫu áo dựa mannequin số Đường cong cổ áo đầu mang tay áo thiết kế từ vòng cổ vòng nách tương ứng mannequin Để xây dựng thay đổi kiểu dáng áo sơ mi, tay áo cổ áo, tác giả sử dụng bề mặt B-spline, loft sweep
Để tạo vòng cổ áo, tác giả định nghĩa khoảng cách: d(θi) = A B⃗ , i = 0,1,2,…,n Trong đó, θi = P P A; Ai
là điểm vòng cổ, Pc tâm vòng cổ, Bi điểm
cổ áo kéo dài từ Ai, Pfn điểm cổ trước
mannequin θi thay đổi phụ thuộc vào Ai (hình 14)
Hình 14 Tạo cổ áo từ vịng cổ [15]
Để tạo vòng nách áo, vòng nách xấp xỉ vị trí vai mannequin số chọn Các tác giả tìm giá trị uốn lớn 21 vịng mannequin vai vịng ngực (hình 15) Vòng ngực tạo phương pháp bao lồi Vòng nách đa giác kết nối điểm uốn lớn 21 vòng Các điểm uốn tính tốn vịng nách khơng nằm mặt phẳng
Hình 15 Tạo vịng nách [15]
(a) Nhìn phối cảnh; b) Nhìn từ xuống
Hình 16 Điều chỉnh điểm kiểm soát mannequin [15]
Để tạo bề mặt áo, phương pháp tạo bề mặt da B-spline sử dụng để phát triển bề mặt hình học cho áo Phương trình tạo bề mặt áo có dạng:
Q , = S(u , v ) = N, (u ) N, (v )P,
= N, (u )R,
R, = N, (v )P,
Biên dạng lát cắt thể Biên dạng lát cắt áo
Vòng cổ áo
(6)Qk,l biểu thị điểm tham chiếu biết; u , v biểu thị
dữ liệu tương ứng hai biến tham số u v Sử dụng phân bố chiều dài đoạn để có u’kl với số r × s (r = n +
p + 1, s = m + q + 1), u = ∑ u′ ,/s Tương tự
vậy tính v Để nhận điểm kiểm soát phân bố đồng bề mặt quần áo, phương pháp độ dài đoạn sử dụng để tổ chức lại vị trí điểm kiểm sốt (hình 16) Phương pháp tạo bề mặt tay áo mô tả nghiên cứu (hình 19)
Để tạo bề mặt cổ, giá trị định nghĩa sau:
L (θ ) = l , π/3 ≤ θ ≤ π
L (θ ) = a θ , −π/6 ≤ θ ≤ π/3
L (θ ) = θ − θ
φ − θ ∗ l − (l + l ) + l + l ,
i = 0, … , θ
C (L , θ ) = (l + l , θ ) ; C (L , θ ) = (l , 0)
Hình 17 Định nghĩa cổ áo sơ mi [15]
Hình 18 Các góc nhìn cổ áo sơ mi tạo [15]
Hình 19 Tạo bề mặt tay áo [15]
Wang cộng tập trung vào phương pháp thiết kế mẫu cho bề mặt quần áo tam giác chiều [16] Đầu vào nghiên cứu bề mặt quần áo chiều tạo trước Từ bề mặt quần áo này, đường bao cho mảnh chi tiết chiều thiết kế đường thẳng, đường cong với kỹ thuật phác họa tương tác (hình 20, 21, 22)
a)
b)
Hình 20 Định nghĩa mẫu thiết kế chiều (a) chiều (b) [16]
Hình 21 Định nghĩa đường cong kiểu cách [16]
Hình 22 Định nghĩa đường cong spline [16]
(7)
Hình 24 Đường bao mẫu thiết kế [16]
(a) Mẫu thiết kế chiều; (b)Mẫu thiết kế cổ chiều (c) Mẫu thiết kế chiều có chiết
Sau đó, đặc trưng đường bao cho mảnh chi tiết chiều tạo (hình 23) xử lý đặc trưng để có đường bao mảnh mẫu bề mặt quần áo chiều (hình 24)
Để thu nhận mảnh chi tiết chiều, việc tìm kiếm đường bao cho mảnh mẫu chiều tiến hành (hình 25), sau đó, dán nhãn bên đỉnh mảnh mẫu Tiếp theo, xây dựng lưới mảnh mẫu: Lưới mảnh mẫu bao gồm đường bao mẫu hình tam giác phần tồn bên mảnh mẫu bề mặt ban đầu (hình 26)
Hình 25 Tìm kiếm đường bao mẫu thiết kế chiều [16]
Hình 26 Quá trình dán nhãn mẫu thiết kế phía đỉnh: (a) Sau dán nhãn đầu tiên; (b) Khi hoàn thành việc dán nhãn [16]
Một phương pháp khác thiết kế mẫu cách cắt ảo để tạo hình dáng mẫu thiết kế không gian chiều, giúp người thiết kế dễ dàng chỉnh sửa mẫu mong muốn Sul Kang đề xuất [2] Phương pháp bắt chước kỹ thuật phủ vải lên mannequin cắt vải để tạo hình dáng mẫu thiết kế đường cắt NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) thuật toán cắt lưới Đầu vào nghiên cứu liệu lưới hình quét thể người hình mannequin tạo đồ họa với nút ranh giới phía ngồi, nút ranh giới lỗ nút phía theo hướng chiều ngược chiều kim đồng hồ Các nút ranh giới phía ngồi cần xếp trước để tạo lưới xác Các tác giả tiến hành thực nghiệm phần mềm 3DS Max với định dạng liệu đầu vào 3DS, DXF VRML
a) b) c)
d) e) f)
g) h i) Hình 27 Ví dụ cho thuật toán cắt lưới chiều [2]
(a) Lưới thô chiều ban đầu đường cắt cong; (b) Các điểm giao tìm thấy; (c) Các nút cần xóa; (d) Các thành phần trước xóa; (e) Lưới xóa; (f) Vị trí lưới xây dựng; (g) Kết hợp vị trí lưới với lưới xóa; (h) Lưới cuối cùng; (i) Ký hiệu
Sử dụng đường cong NURBS để nội suy điểm thuộc đường cắt vải Đường cong vẽ bề mặt chiều Để tìm đường cắt bề mặt lưới chiều vải, tác giả chiếu vải chiều lên mặt phẳng định vị điểm giao lưới chiều chiếu vải với đường cong NURBS cách sử dụng qui tắc đồ họa máy tính Đường cắt giả định cong kín diện tích phía bị xóa (hình 27)
(a) Lưới thơ chiều chiều ban đầu
(b) Bên trái: Lưới chiều xóa bỏ; Ở giữa: Lưới chiều xóa bỏ; Bên phải: Vị trí lưới