芒果体育上期我们探讨了服装制版模拟软件及其相关技术,它们被广泛应用于虚拟角色设计,同时也在服装设计领域有一定程度的应用。然而,想要用它们设计一套服装,还是需要繁琐地创建多个布块,并仔细调整它们的形状、大小、以及缝合关系,而且具体该如何调整,还需要制版专业知识的指导芒果体育。
其实,在CG与CAD研究领域,早就有过很多尝试提供模块化服装设计功能的研究(也就是把繁琐的细节与专业知识封装起来,让用户可以只关心需求,直接在需求层操作软件来进行设计),而且这些功能尚未被实现在现有的商用软件中。那么,到底有哪些方便的服装设计功能,它们又为何还没有被工业化呢?
在服装设计流水线的第一步——“创作设计”中,服装设计师就是用草图(sketch)的形式去表现自己的设计理念的。那么,如果能从这种简洁高效的表达方式,直接通过计算生成具体的3D衣物以及制版,必将进一步提升服装制版软件的使用效率。
用户基于模特画出衣服的轮廓和缝合线D表面将根据当前视角中轮廓到模特的距离,基于模特的3D表面距离场重建出来,并被缝合线红衣)。然而,这样基于iso-surface重建出的衣物离真实衣物的形状还是有差距的。
我们都知道,真实的衣物应该是能由多个平面布块缝合而成的,也就是说,它一定能被我们沿着缝合线裁剪成多个平面布块。但这里,我们还并不能保证,被缝合线分割的衣物各部分都是可以被几乎无伸缩形变地展开在平面上的(developable),就像世界地图不可避免的让俄罗斯和加拿大版图变得比中芒果体育、美庞大很多。所以,接下来他们从这个初始衣物(图1-2红衣)开始,通过三维表面形变(deformation)的方法,求解出了很相似的一个各部分都几乎developable的衣物(如图1-3橙衣)。于是衣物的制版也可由网格参数化(mesh parameterization)方法由3D衣物各部分求出了(如图2-Figure 3)。为了尽量防止对角形变(shear)产生的皱(wrinkle),他们采用的方法是着重优化映射前后角度差异的ABF++ [Sheffer et al. 2005]。
[Decaudin et al. 2006]文中有一句说,虽然求出的3D衣物各部分仍然只是几乎developable,但是并无大碍,因为衣服穿到人身上后本来也是会发生形变的。前半句其实还OK,后半句不太行啊芒果体育!衣服穿在身上应有的形变,不一定就是他们的方法求出的衣物所含有的形变吧?
除了对衣服的大体形态进行建模,[Decaudin et al. 2006]中的方法还可以生成几种褶(例如图1-4黄衣)。他们还根据该算法生成的制版缝制了一些成衣(如图1-5花衣,图3毛衣、裤子、裙子)。
除了从无到有地用sketch对服装进行建模,如果已经有了一些衣物,或者袖子、衣领、裤腿等服装部件,那么根据需求将不同的部件拼接起来也是一种很高效的服装设计方式。
有了足够多的3D衣物数据,接下来可以考虑的事就是如何为不同身材的人做衣服了。由于计算机功能强大,我们可以不再局限于只考虑单一维度的大中小尺码,或是最多加个修身版什么的。根据人体三位模型,我们可以考虑为任何身材体型的人定制最合适的某款衣服!
值得一提的是,后来的Design Preserving Garment Transfer [Brouet et al. 2012]在算法中引入了服装设计中对衣物的fit、shape、proportion的测度概念,并通过优化计算使得这些测度尽量保持原样,从而很好地提高了服装迁移的效果,尤其是在身材差异很大的人体模型之间,迁移的服装仍可以保持与原服装几乎相同的风格(如图7)芒果体育。
然而,上述方法基本都没有考虑实际情形中3D衣物究竟是否在各种力的作用下可以保持其形态,而且他们在生成制版的过程中都只是采用纯几何的网格参数化方法,并没有考虑布料伸缩性等因素。这使得在实际生产中,根据其制版裁缝出的衣物并不能与其3D模型完全相同芒果体育,而且有时这种差异还会很大。可能这也就是这些模块化的服装设计方法并没有被大规模工业化的原因吧!
但由于[Bartle et al. 2016]要求输入的3D衣物本身必须物理合理,想要用它来设计细节丰富的服装还是很难的,比如褶(Fold/Pleat)的设计,因为设计师并不精确地知道怎样的形状完全物理合理,而且就算知道,这种高精度的3D建模过程也会是极其繁琐的。所以,下一期我们不如就聊一聊我今年SIGGRAPH的新作,如何简便地为衣物设计各式各样物理合理的褶。
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