基于PGM的三维人体试衣系统设计

余伟朝，马巧梅，申连雄

（1.宝鸡文理学院 计算机学院，陕西 宝鸡 721016；2.榆林广播电视台，陕西 榆林 719000）

随着自动化技术的快速发展，三维人体虚拟试衣系统逐渐受到年轻人的青睐[1]。服装设计和试衣系统其实是紧密相连的[2]，服装设计是虚拟试衣系统的前提，虚拟试衣系统是服装设计的验证[3]。为了满足顾客对服装的个性化设计需求，近几年，基于自动化技术的三维虚拟试衣系统逐渐应用于商场或者高级服装店[4-5]。

三维人体虚拟试衣系统是一种将人体、工程、环境科学相结合开发系统[6]，主要以“标准体重的体型-西装标准设计-实践试衣应用”作为契机，重点包括以下部分：标准穿衣的舒适性、试穿的合体性与特殊群体的体型。只有以标准体型的三维测量参数[7]作为研究要素，根据标准人体的穿衣特征，对相关人群的穿衣结构进行合理设计，最终制成的服装才会更加符合标准人体各部位尺寸的特征[8]，同时在试衣系统中展现出令人满意的试衣效果。

1 基于PGM的三维人体试衣系统

PGM三维虚拟人体试衣系统是将试衣功能和打版修版放在同一个界面操作，PGM即电脑CAD系统，取自英文打版（Pattern Making）、推档（Grading）、排料（Marking）3个单词的首字母。系统开发人员将已设置好的衣服组成部分拖到虚拟标准人体上，再借助模拟缝合工具，将这些衣服组成部分制作成三维立体服装，最后穿在人体模特身上，便于用户查看试衣效果，再根据用户对试衣的反馈意见，有针对性地修剪服装的某些片段，进一步查看用户试衣的最终效果，进而给服装设计制作提供一定的参考。同时，其他方面也可以稍作修改，即对标准人体模型3个维度的尺寸进行适当缩放和360°的旋转，以便从不同维度和视觉查看用户的试衣效果。除此之外，可以运用隐藏工具将人体遮挡起来，这样便可对服装各个组成部分的细节进行合理的调整。该系统用光标进行缝线，根据实际需要添加或者修改缝线，修改以后，便可以形成新的纸样模板，也就是新尺寸的服装，最后在试衣系统中再次查看标准体型用户的试衣效果。

2 身高体重相同女性的三维模拟试衣

2.1 身高体重相同模特的建立

打开基于PGM技术的虚拟人体试衣系统，将身高体重相同的标准人体的三维特征数据载入人体模特。图1第一个人的体型上半身与下半身比例相对协调，试衣效果相对匀称。

图1 身高体重相同的模特

2.2 编辑衣片及系统试穿

第一步：根据二维服装设计图形以及单排3个扣子女西服衣片纸样的结构，结合衣服的标准体尺寸160/84A，对西服结构进行合理裁剪，并运用系统的裁剪工具对衣服的纸板进行分割，最终形成二维衣服样片。

第二步：在纸样窗口的工具栏设置每个衣服样片的数量和名称。西服前身部分与后身部分需要前后摆放在窗口，而衣服袖子部分和衣身部分则应该垂直摆放在窗口，需要注意的是，衣服袖子的后袖在上、前袖在下，再将各个衣片放在二维制板窗口中摆放整齐。

在3D试衣系统中，衣服的各个组成部分需通过“位置”工具摆放合理，并使西服各个衣片的位置与系统中的虚拟人体合理重叠在一起。但是，因为服装的每个片段都包裹在虚拟人体上，所以服装的各个部分不会是直的，需要选择一个圆筒工具，根据衣片在人体上的包围情况和衣片的宽窄程度决定其弯曲程度，点击“同步”，更新衣片，查看试衣结果。通过点击衣片对其进行旋转，让衣片与人体更契合，然后从不同的角度查看衣片位置是否正确。

第三步：单击3D虚拟人体的缝线工具以及由点到点连线进行缝线，这里需对点到点的连线进行顺时针点击。若缝制时，衣服各个部分的轮廓线上没有码点，无法对距离进行定位时，就要按照较短的轮廓线进行缝制；点击窗口中的缝线工具，单击纽扣，然后在空白处右击，即可成功缝制纽扣。女性服装的门襟通常是右上左下，这里可以先点击缝制纽扣的地方，再点击系统中对称方向的“同步”按钮，就可以将门襟上、下衣片更换过来。

第四步：点击旋转虚拟人体模型的按钮，就可以查看是否有衣服不平整、是否会出现缝线交叉的情况，若所有衣片位置都放置合理，点击“模拟悬垂性”按钮，衣服各个组成部分将自动缝合。

第五步：给虚拟人体模型着装后，全方位旋转并观察衣片在每个维度的效果和合体程度。

第六步：从前、后、左和右4个维度对虚拟人体模型进行截图并保存文档。

试衣人体的服装如图2所示。

图2 试衣人体的服装

3 标准女性试穿效果

通过上述虚拟人体进行制衣、缝衣后，现进行试衣效果的检验。

3.1 试穿步骤及试衣效果

将以前给身高体重相同的女性缝制的衣服样片打开，然后在系统的三维界面将各个衣片用缝制工具缝合在一起，并将缝制的服装穿在人体模型上，穿着效果如图3所示，从着装上来看，比较合体。

图3 试穿效果

3.2 试衣结果弊病分析

如果将标准体型女性样板穿在微胖女性身上，就会出现下列问题：

（1）衣服胸前比较紧，且胸的左右两侧也不平整（图4）。

图4 胸前效果

（2）虚拟人体腹部会略微凸起，后背的门襟稍微有些豁开（图5）。

图5 腹部效果

（3）衣服前摆会上翘，后衣却较长，而且下摆不平（图6）。

图6 下摆效果

（4）背后的衣服在腰部以上出现了横向褶皱现象（图7）。

图7 腰部效果

经过深入分析，造成这些问题的主要原因有以下5点：

（1）微胖体女性通常胸围较大，穿着标准女西服时，胸前部分不是特别凸起，胸前部分的宽度太小，进而使衣服的胸前紧绷，胸的侧面容易起褶。

（2）微胖体女性腹围较大，穿着标准女西服时，腹部围度不足，导致腹部紧绷。

（3）微胖体女性体型较厚，胸围、腰围、腹围、中臀围都较大，穿在女性模拟试衣后发现不是很宽松，而是比较紧绷，且前侧门襟绷紧。

（4）微胖体女性胸部、腹部过大，会将前衣片顶起，而前衣长度不够，使前摆上提，西服下摆不平。

（5）此次设计由于没有考虑到衣服的中臀围尺寸应该大点，下摆围度的尺寸又设计得过小，结果造成腹部紧绷，后背腰线以下设计得太紧。

4 改进措施

通过观察微胖体女性穿着标准体西服的三维试衣效果，然后与影响服装设计的主要因子相结合，本研究进一步分析了设计服装时需要考虑的因素，总结出如下改进措施，进而使微胖体女性服装的结构设计更加合体，穿上会更加合身。

（1）由于微胖体女性的体型比较特殊，肩膀比较宽而厚，且胸部比较隆起，腹部也比较凸起，服装前面的衣片有些翘，此时，应根据微胖型人体的体型变化特征，进一步对服装的组成部分进行调整，比如水平和垂直的尺寸。

（2）对于不胖不瘦的标准体型女性而言，她们的服装胸前应该凸起的部分小于3 cm，但对于微胖体女性而言，因为胸部较高、较厚，对应胸凸量的取值就会增大。

（3）微胖体女性的腹部有明显的凸起部分，且腰围较大，与标准体女性有很大区别，原来腰省的尺寸无法满足她们的体型需求，由此应调整标准体女性服装前后腰省的尺寸。

（4）由于微胖体女性前后部位较厚，袖窿的宽度也比标准体女性大，根据AH/4+4.7公式计算，袖窿弧线长度和袖山高也增加，但也存在以下问题：袖山高增大的同时袖肥必须减小，否则会与标准体女性的较大臂围相互矛盾，因此，应以袖窿弧线的长度为基准线，对袖窿进行适当调整。

5 结语

本研究利用PMG三维虚拟人体试衣系统绘制标准体女性服装的纸样，并在系统的3D窗口中模拟试穿，然后对比穿着同样尺寸女性服装的微胖体女性与同身高的标准体女性的试衣效果，并对他们着装后的试衣弊病进行对比分析，结合微胖体女性的体征研究影响制衣的关键因子，最后提出在标准体女性服装设计的基础上，改进相关方面的设置，合理调整微胖体女性的着装，使微胖体女性着装更加合体。