基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维到二维的服装整体图案无缝映射方法，包括如下步骤构建三维服装模型并建立其与二维样板网格模型之间的映射关系；在三维服装模型表面进行服装图案设计；计算二维样板缝份处的图案；数码打印、裁剪、缝合二维样板制作出一件实物服装。本发明专利技术解决了目前传统制衣过程中普遍存在的服装图案连续性被破坏导致不能无缝拼接，对花对格繁琐等问题，使服装图案穿着在人身上的效果更加美观和整体，节省了布料的用量，减少了服装制作过程中对花对格的时间和成本。本发明专利技术算法明确，界面友好，结果鲁棒。

【技术实现步骤摘要】
基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法
本专利技术涉及计算机图形学及计算机辅助设计领域，特别是涉及一种基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法。
技术介绍
目前对于计算机辅助纺织品及服装图案设计分为几个不同的方面，如计算机辅助织造图案设计、计算机辅助印花图案设计、基于计算机的传统手工印染工艺仿真等。计算机辅助织造系统的出现大大提高了速度并增加了产量。Yuksel等开发了一个计算机辅助设计系统用于直接在三维模型表面模拟针织过程并生成针织图案，参见YukselC,KaldorJM,JamesDL,etal.Stitchmeshesformodelingknittedclothingwithyarn-leveldetail.ACMTransactionsonGraphics,2012,31(4):37。计算机辅助印花图案设计主要借助于计算机软件(如AdobePhotoshop,AdobeIllustrator等)直接在电脑屏幕上作画、也可以将手工绘制好的图案扫描到计算机，再用计算机对图案进行进一步处理、修饰。手工印染因其古朴而个性化的手工特征，为现代时尚所关注。近年来，计算机图形学领域的一些研究人员对此类印染工艺进行了计算机的仿真模拟。Morimoto等采用计算机程序先对布匹进行捆、扎、缝、绞、折叠等模拟，然后采用颜料印染和扩散模型模拟印染过程，最后展开布料得到扎染图案，参见MorimotoY,OnoK.Computer-generatedtie-dyeingusinga3Ddiffusiongraph,AdvancesinVisualComputing.SpringerBerlinHeidelberg,2010:707-718。Wyvill等提出了一个基于距离变换的算法，开发了一个在计算机上进行蜡染图案设计的仿真系统，参见WyvillB,vanOverveldK,CarpendaleS.Renderingcracksinbatik,Proceedingsofthe3rdinternationalsymposiumonNon-photorealisticanimationandrendering,2004:61-149。目前服装的制作流程大致为：先在二维平面上进行服装图案设计，然后再印到布料上，最后对布料进行裁剪并缝合成一件服装。由于在该过程中，图案是在服装裁剪和缝纫前就事先印染到布匹上的，导致制衣过程中会出现“对花”“对格”问题。引起这个问题的原因主要来自两方面。一方面，由于布料的宽幅是固定的，一旦在衣服制作中，发生布料的宽度不够大的时候，就需要拼接两块布料，所以就会产生对花对格的问题。另一方面，通常衣服的裁片是不规则图形，在缝合这些裁片的时候，如何能很好的对花对格是一个巨大的挑战。近年来，随着纺织品数码印染的出现和快速发展，越来越多设计师借助计算机软件来设计整体无缝服装图案，并结合数码定位印花技术使图案凸显模特的曲线美。首先，将图案扫描到计算机或使用计算机软件直接设计图案，然后在衣服裁片上准备的放置标记点，以将图案能精确地印染到衣服裁片上并实现精准的对花效果，以达到将衣片缝合后在接缝处仍然能保持图案的连续性，参见BowlesM,IsaacC.Digitaltextiledesign,LaurenceKing,2009。然而此类图案设计方法仍然是基于二维平面的，达到精确的对花对格仍然存在巨大的挑战。此外，该过程不仅昂贵，而且非常耗时，稍有误差就会导致接缝处图案的不连续现象发生。因此，无论是传统的服装生产过程，或是现代化的时装设计所用的图案都是基于平面二维空间进行设计的，并没有考虑到服装的立体特征信息，因此，在服装图案的精确对花及无缝拼接方面存在一定的缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法。该方法在三维服装模型表面直接设计连续性图案，根据三维服装模型和二维样板之间的对应关系将其映射到便于生产的二维样板上。本专利技术为专业服装设计人员及普通用户提供了一种简便且直观的服装整体无缝图案的设计方法。一种基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将所有二维样板网格模型映射到三维人体模型上，对二维样板网格模型中的网格进行变形，并将二维样板网格模型进行缝合，得到三维服装模型与二维样板网格模型之间的映射关系；步骤2，在三维服装模型的表面进行服装图案设计，根据步骤1所得映射关系，得到二维样板网格模型上的图案；步骤3，在二维样板网格模型边界处添加缝份，计算二维样板网格模型在缝份处的图案，从而得到最终的二维样板；步骤4，数码打印、裁剪以及缝合二维样板，制作服装。其中二维样板是预存于计算机中的标准样板，通过将二维样板进行Delaunay三角化来得到二维样板网格模型。步骤1具体步骤如下：步骤1-1，将二维样板网格模型映射到一个三维人体模型上，生成初始三维服装模型；步骤1-2，采用金字塔几何重建的方法对初始三维服装模型进行网格变形，得到最终的三维服装模型。在所有的二维样板网格模型都精确定位到人体模型的对应位置后，根据缝合信息对这些样板进行虚拟缝合组成一个完整的初始服装模型。步骤1-1的具体步骤如下：步骤1-1-1，根据服装设计标准及人体测量标准，在二维样板网格模型和三维人体模型的对应位置上标定特征点；步骤1-1-2，基于二维样板网格模型和标定的特征点，对二维样板网格模型的边界曲线进行平均分割从而得到附属点，并在三维人体模型上产生与附属点对应的顶点，利用特征点以及附属点对二维样板网格模型进行基于点约束的Delaunay三角化，得到附属网格；步骤1-1-3，根据附属网格中各顶点的连接边，在三维人体模型上建立对应顶点之间的最短路径，使得附属网格中的每一个三角形对应三维人体模型的一个三角形分割片；步骤1-1-4，将二维样板网格模型中的每一个顶点映射到三维人体模型对应区域上；步骤1-1-5，重复步骤1-1-1至1-1-4，直至将所有二维样板网格模型均映射至三维人体模型上，根据预设的缝合信息缝合各个二维样板网格模型得到初始三维服装模型。由于二维样板网格模型是平面的，而服装为三维的，需要进行一系列变形，从而得到贴合三维人体模型的三维服装模型。通过步骤1-1-1至1-1-5，可以得到二维样板网格模型与三维人体模型各处之间的对应关系，通过三角化细分，使得后续变形过程中进行控制的点更多，使贴合更准确。其中，基于点约束的Delaunay三角化中，进行约束的点包括特征点以及附属点。在步骤1-2中，采用金字塔几何重建的方法对初始三维服装模型进行网格变形的具体方式为：设定xyz三维空间坐标系，将v设为初始三维服装模型中的初始顶点，v1,v2,...,vi...vm为v的邻接顶点，n＝(nx,ny,nz)为顶点v处的法向量，根据v和n计算得到投影平面P所对应的平面方程：nxx+nyy+nzz+d＝0,x,y,z分别表示平面方程的三个变量，将v投影到投影平面P上获得投影点为v'，v的邻接顶点v1,v2,...,vi...vm投影到投影平面P上获得对应的投影点为v1',v2',...,vi'...vm'，其中任意一个邻接顶点vi的均值坐标权重λi为：li＝||v'-vi'||式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将所有二维样板网格模型映射到三维人体模型上，对二维样板网格模型中的网格进行变形，并将二维样板网格模型进行缝合，得到三维服装模型与二维样板网格模型之间的映射关系；步骤2，在三维服装模型的表面进行服装图案设计，根据步骤1所得映射关系，得到二维样板网格模型上的图案；步骤3，在二维样板网格模型边界处添加缝份，计算二维样板网格模型在缝份处的图案，从而得到最终的二维样板；步骤4，数码打印、裁剪以及缝合二维样板，制作服装。

【技术特征摘要】
1.一种基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将所有二维样板网格模型映射到三维人体模型上，对二维样板网格模型中的网格进行变形，并将二维样板网格模型进行缝合，得到三维服装模型与二维样板网格模型之间的映射关系；步骤2，在三维服装模型的表面进行服装图案设计，根据步骤1所得映射关系，得到二维样板网格模型上的图案；步骤3，在二维样板网格模型边界处添加缝份，计算二维样板网格模型在缝份处的图案，从而得到最终的二维样板；步骤4，数码打印、裁剪以及缝合二维样板，制作服装。2.如权利要求1所述基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法，其特征在于，步骤1具体步骤如下：步骤1-1，将二维样板网格模型映射到一个三维人体模型上，生成初始三维服装模型；步骤1-2，采用金字塔几何重建的方法对初始三维服装模型进行网格变形，得到最终的三维服装模型。3.如权利要求2所述基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法，其特征在于，步骤1-1的具体步骤如下：步骤1-1-1，根据服装设计标准及人体测量标准，在二维样板网格模型和三维人体模型的对应位置上标定特征点；步骤1-1-2，基于二维样板网格模型和标定的特征点，对二维样板网格模型的边界曲线进行平均分割从而得到附属点，并在三维人体模型上产生与附属点对应的顶点，利用特征点以及附属点对二维样板网格模型进行基于点约束的Delaunay三角化，得到附属网格；步骤1-1-3，根据附属网格中各顶点的连接边，在三维人体模型上建立对应顶点之间的最短路径，使得附属网格中的每一个三角形对应三维人体模型的一个三角形分割片；步骤1-1-4，将二维样板网格模型中的每一个顶点映射到三维人体模型对应区域上；步骤1-1-5，重复步骤1-1-1至1-1-4，直至将所有二维样板网格模型均映射至三维人体模型上，根据预设的缝合信息缝合各个二维样板网格模型得到初始三维服装模型。4.如权利要求2或3所述基于三维到二维服装图案无缝映射的服装制作方法，其特征在于，在步骤1-2中，采用金字塔几何重建的方法对初始三维服装模型进行网格变形的具体方式为：设定xyz三维空间坐标系，将v设为初始三维服装模型中的初始顶点，v1,v2,...,vi...vm为v的邻接顶点，n＝(nx,ny,nz)为顶点v处的法向量，根据v和n计算得到投影平面P所对应的平面方程：nxx+nyy+nzz+d＝0,x,y,z分别表示平面方程的三个变量，将v投影到投影平面P上获得投影点为v'，v的邻接顶点v1,v2,...,vi...vm投影到投影平面P上获得对应的投影点为v1',v2',...,vi'...vm'，其中任意一个邻接顶点vi的均值坐标权重λi为：li＝||v'-vi'||式中αi为边＜v',vi'＞和边＜v',vi+1'＞之间的夹角，li为点v'和点vi'之间的距离；计算初始顶点v的均值坐标为其邻接顶点的加权平均值：依次计算初始三维服装模型上的每个初始顶点的均值坐标，并将初始顶点移动到所计算的加权平均值坐标，得到最终的三维服装模型。...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢书芳，高飞，毛家发，胡海彪，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33