CN101847173A - 一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，目的是可以根据现有的服装、服饰进行重新设计，包括采用非接触式三维扫描仪将服装及服饰进行三维扫描，通过CloudTDOS软件将扫描所得的各部分点云图通过拼接、整合成完整的数字式三角面片图；将STL格式的三角面片图输入到自由触觉设计系统，进行自由造型设计；将自由造型设计后的三维模型图导入三维展开软件，进行各部位的划分并将划分后的各部位展开成二维服装或服饰裁片；将裁片制作成服装或服饰模板，即可进入服装或服饰的工艺制作。本发明免去了繁重的建库工作；可以在三维模型中直接对模型进行个性化修改，工作量大为减少，加快了设计进度。

Description

一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法

技术领域

本发明涉及服装设计领域，更具体的说，本发明是关于计算机辅助设计的一种服饰或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法。

背景技术

目前通用的计算机辅助设计工艺是通过正向思维：设计师凭经验进行立体人、台上针别面料构成设计初型，并形成一个简单的二维款式服装或服饰裁片数据输入CAD软件中，根据计算机中人体、服装款式、材质、色彩等数据库，进行款式设计---三维CAD数字模型论证效果---再到二维裁片修改----打版---制作服装或服饰过程。由于在CAD中只能修改平面数据，因此要改变服装或服饰的三维形态，需要到二维参数进行修改，操作过程中工作量较大，且不易掌控。

中国专利局于2006年5月31日公开了一份CN1779687A号文献，名称为服装三维设计、裁剪的方法，该方法先建立一个三维人体数据模特数据库、服装款式数据库、布料、色彩和装饰数据库、服装展开图数据库和服装试穿效果图数据库,并将它们存在存储器中。然后采集客户的人体数据并输入计算机中,在上述数据库中选用相应的人体模特和服装款式并放缝量,再将服装穿到模特身上生成一个三维的服装原型图;之后选择服装的颜色、布料和装饰,则形成一个三维的服装试穿效果图和展开图。该方法的缺点是：不能根据现有的服装、服饰进行重新设计，不能对服装或服饰的细微部分如褶皱、凹凸、曲线、浪势和复杂的线条和面进行三维设计，因此技术效果较差；其次建立图库的工作量极大，不能适应日益变化的市场需求。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的不能根据现有的服装、服饰进行重新设计，不能对服装或服饰的细微部分进行三维设计及需建立图库的缺点，提供了一种不需要图库，通过现有的服装或服饰进行计算机输入，就可在计算机内进行三维设计、修改、产生裁片的服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明包括以下步骤：

A.采用非接触式三维扫描仪及CloudTDOS软件将人体或人台穿着服装或服饰进行三维扫描，得到至少一张带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图；

  B.通过CloudTDOS软件或逆向软件将扫描所得的服装或服饰各部分点云图通过拼接、整合成完整的数字式三角面片图；

  C.将服装或服饰的三角面片图转换成后续计算机软件可以识别的格式；

  D.将转换后的三角面片图输入到自由触觉设计系统，进行自由造型设计；

  F.将自由造型设计后的三维模型图导入三维展开软件，进行各部位的划分并将划分后的各部位展开成二维服装或服饰裁片；

  G.将裁片制作成服装或服饰模板。

将服装或服饰（鞋、帽）穿戴在模特（或鞋楦）身上，用多头摄像头三维扫描仪（即可以同时以不同角度对物体进行三维扫描的三维扫描仪）或单头摄像三维扫描仪以及CloudTDOS软件对穿上服装或服饰的人体或人台进行一次或多次扫描，一次取得或多次取得服装或服饰各部位带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图，将各部位点云图通过CloudTDOS软件或逆向软件对相邻点云图进行拼接，直至拼接成完整的服装或服饰点云图，然后通过精拼、去杂、在经过精拼的服装及服饰三维数字模型表面消除粘贴标记凸痕、表面与边界光滑等具体步骤将点云图整合成数字式三角面片图；将三角面片图转换成后续软件可以识别的格式如：STL、ASC、OBJ、WRL、TXT、IGS格式；将STL或其它格式的三角面片图输入到自由触觉设计系统（PHANTOM??Omni??），形成三维数字模型并在FreeFormModeling软件上进行自由造型设计，包括虚拟编辑、裁剪、自由款式设计；将自由造型设计后的三维数字模型导入三维展开软件，根据裁剪的需要进行服装或服饰各部位的划分并将划分后的各部位展开成二维裁片；将裁片制作成服装或服饰模板，即可进入服装或服饰的工艺制作。

进一步，所述步骤D之后还可以进行步骤，

E.根据需要进行快速成型制作。

根据需要进行快速成型制作，打印成三维模型，使设计效果得以完整、逼真的展现，如果设计人员对所设计的服装或服饰已经满意或条件所限也可不做此项。

进一步，步骤A包括：

a）.至少一次对服装及服饰进行整体三维扫描；

b）.对各凹陷和折皱部位进行局部三维扫描，在扫描时扫描方向与被扫描面尽量垂直；

为了得到完整的服装及服饰三维模型，应对服装或服饰进行多角度的三维扫描，具体的扫描次数根据服装或服饰的复杂程度而定，原则是服装或服饰的每个部分至少三维扫描到一次；对服装或服饰的细节部分如凹陷和折皱部位再进行局部三维扫描，扫描时扫描方向应尽量与被扫描面垂直，对原有服装或服饰的扫描越仔细，对后续的拼接越有利，生成的三维模型越逼真。

进一步，步骤A还包括：

c）.拍摄与被扫描服装及服饰表面的颜色和纹理相配的面料照片。

拍摄与被扫描服装及服饰表面的颜色和纹理相配的面料照片，以便在服装及服饰数字三维模型建成后，将面料照片粘贴到数字三维模型形面上，成为对原服装或服饰的再设计；或将各种不同图案的面料粘贴到服装及服饰数字三维模型上，以得到各种不同的设计效果。

进一步，三维扫描包括：

  d）.将服装穿着在模特人体上或人台上，或将服饰套在人体或鞋楦上；

  e).在服装或服饰的表面平整处粘贴标记；

  f）.用光栅投射装置将光栅投射在服装或服饰上，通过控制器将光栅向与光栅条纹垂直的方向连续移动8次，同时控制器控制工业数码相机拍摄8次，控制器利用CloudTDOS软件得到带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图。

为了便于点云图的拼接，在扫描时在服装或服饰的各个方向做若干个标记，作为各点云图的基准，标记可以是剪成三角型或矩形的贴纸，将标记设置在服装的平整处，是为了在点云图拼接完成后方便将标记除去，因为在数字三维模型中，将一块标记凸痕清除后显示的是平面；为了建立点云图，在三维扫描中必须将光栅向与光栅条纹垂直的方向连续移动8次，同时控制器控制工业数码相机拍摄8次，控制器可以采用台达-12SC11T，并利用CloudTDOS软件得到带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图。

进一步，步骤D包括：

g）.不改变原有服装的款式，改变人体或人台的丰满度、胖瘦高矮以及特殊体型进行虚拟编辑、裁剪、自由造型设计；

h）.不改变人体或人台的形状大小，改变服装的款式，进行服装结构调整、颜色搭配以及效果设计。

当数字三维模型建成后，就可以很方便地在自由触觉设计系统（即FreeFormModelingplus）对原有服装或服饰进行个性化修改了，如其它不同体型的人需要同一款式的服装或服饰，或同一个人需对原有服装或服饰不满意，要求进一步改进。

进一步，步骤E包括：

i）.将服装及服饰三维数字模型进行增加表面壁厚处理，直接快速三维打印成型；

j）.或者将服装及服饰三维数字模型进行增加表面壁厚处理，按所需比例缩小后快速三维打印成型。

快速三维打印成型的成本非常高，因此根据模型的大小及设计的需要将三维数字模型进行按比例缩小，以降低成本；同时如果不对三维数字模型进行增加表面壁厚处理，快速三维打印成型的模型由于壁厚很薄容易破碎损坏，在自由触觉设计系统中，增加表面壁厚处理是很容易的。

进一步，步骤F包括：

  k）.将经过自由形设计后的服装或服饰的三维数字模型导入UG软件,在UG软件里将面料照片粘贴到三维数字模型表面；

  l）.将完成的服装或服饰的三维数字模型各部位进行划线，得到各划线区域内的裁片，计算各裁片面积，将划线后的各部位展开成二维服装或服饰裁片。

UG软件是三维展开软件中的一种，也可以用CAD软件，在UG或CAD软件中，因为三维数字模型导入UG软件中，是不带原款式色彩的，需将面料照片粘贴到已完成设计的服装或服饰三维数字模型表面，再根据裁剪的需要进行各部位的划分并将划分后的各部位展开成二维服装或服饰裁片，并可计算每块裁片的面积尺寸；将划分后的各部位展开成二维服装或服饰裁片。

本发明的有益效果是：可以对现有的各种款式的服装或服饰进行三维扫描，建立数字三维模型，免去了繁重的建库工作；可以在三维模型中直接对模型进行个性化修改，工作量大为减少，加快了设计进度；可以利用快速三维打印技术得到逼真的三维设计效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

本实施例的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，将女衣穿在相应的模特身上，在女衣的前后左右的平整处各粘贴一边长为1CM的三角形贴纸作为基准，采用三维四头扫描仪进行三维扫描，一次采集女衣四个不同侧面的整体点云图；再对女衣的领口、袖子的折皱阴影部位进行三维扫描，采集局部点云图，三维扫描时工业数码相机尽量与被扫描的面垂直，所用的工业数码相机型号为MVC3000SAC-GE12，控制器型号为台达-12SC11T；拍摄与该女衣相配的面料图案照片；通过CloudTDOS软件将所得的带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图，进行相邻点云图的拼接，在拼接时以各点云图上的标记为基准，可以加快拼接；拼接完成后再进行精拼、去杂、在经过精拼的服装及服饰三维数字模型表面消除粘贴标记凸痕、表面与边界光滑等步骤得到完整的数字式三角面片图；将该数字式三角面片图转换成STL格式后输入到自由触觉设计系统（PHANTOM??Omni??），生成原款式女衣三维数字模型并用FreeFormModeling软件进行自由造型设计，包括不改变原有女衣的款式，改变人体的丰满度、胖瘦高矮以及特殊体型进行虚拟编辑、裁剪，以及不改变人体的型体，改变服装的款式、大小，进行服装结构调整、颜色搭配以及效果设计；将设计完成的三维数字模型进行增加表面壁厚处理后再按5：1的比例缩小，然后进行快速三维打印成型；满意后将三维数字模型导入UG软件，将拍摄的面料照片粘贴到三维数字模型表面，将完成的女衣各部位进行划线，根据划线展开，得到各划线区域内的裁片，计算各裁片面积；进行三维展开将划分后的女衣各部位展开成二维女衣裁片；将裁片制作成女衣模板，即可进入女衣的工艺制作。

实施例2：

本实施例的一种服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，将旧鞋套在鞋楦上，将鞋楦放在转盘上，不动单头摄像三维扫描仪，将转盘每转动90度进行一次三维扫描，通过CloudTDOS软件及台达-12SC11T控制器采集四次带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图，共得到四张数字式点云图；通过逆向软件进行相邻点云图的拼接；其余除了将设计完成的三维数字模型进行增加表面壁厚处理后直接进行快速三维打印成型外，与实施例1相类似不再赘述。

以上的实施例只是本发明的最佳方案之一，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.采用非接触式三维扫描仪及CloudTDOS软件将人体或人台穿着服装或服饰进行三维扫描，得到至少一张带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图；

  B.通过CloudTDOS软件或逆向软件将扫描所得的服装或服饰各部分点云图整合成完整的数字式三角面片图；

  C.将服装或服饰的三角面片图转换成后续计算机软件可以识别的格式；

  D.将转换后的三角面片图输入到自由触觉设计系统，进行自由造型设计；

  F.将自由造型设计后的三维模型图导入三维展开软件，进行各部位的划分并将划分后的各部位展开成二维服装或服饰裁片；

  G.将裁片制作成服装或服饰模板。

2.根据权利要求1所述的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：所述步骤D之后还可以进行步骤

E:根据需要进行快速成型制作。

3.根据权利要求1或2所述的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：所述的步骤A包括：

a）.至少一次对服装及服饰进行整体三维扫描；

b）.对各凹陷和折皱部位进行局部三维扫描，扫描时扫描方向与被扫描面尽量垂直。

4.根据权利要求1或2所述的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：所述的步骤A还包括：

c）.拍摄与被扫描服装及服饰表面的颜色和纹理相配的面料照片。

5.根据权利要求1或2所述的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：所述的三维扫描包括：

  d）.将服装穿着在模特人体上或人台上，或将服饰套在人体或鞋楦上；

  e).在服装或服饰的表面平整处粘贴标记；

  f）.用光栅投射装置将光栅投射在服装或服饰上，通过控制器将光栅向与光栅条纹垂直的方向连续移动8次，同时控制器控制工业数码相机拍摄8次，控制器利用CloudTDOS软件得到带空间坐标（X、Y、Z）值及色彩信息（R、G、B）的数字式点云图。

6.根据权利要求1或2所述的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：所述的步骤D包括：

g）.不改变原有服装的款式，改变人体或人台的丰满度、胖瘦高矮以及特殊体型进行虚拟编辑、裁剪、自由造型设计；

h）.不改变人体或人台的形状大小，改变服装的款式，进行服装结构调整、颜色搭配以及效果设计。

7.根据权利要求1或2所述的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：所述的步骤E包括：

i）.将服装及服饰三维数字模型进行增加表面壁厚处理，直接快速三维打印成型；

j）.或者将服装及服饰三维数字模型进行增加表面壁厚处理，按所需比例缩小后快速三维打印成型。

8.根据权利要求1或2所述的一种服装或服饰集三维扫描自由形设计及制板成模的方法，其特征在于：所述的步骤F包括：

  k）.将经过自由形设计后的服装或服饰的三维数字模型导入UG软件,在UG软件里将所述的面料照片粘贴到三维数字模型表面；

  l）.将完成的服装或服饰的三维数字模型各部位进行划线，得到各划线区域内的裁片，计算各裁片面积，将划线后的各部位展开成二维服装或服饰裁片。