JPWO2009031468A1 - 着装シミュレーション装置とシミュレーション方法、シミュレーションプログラム - Google Patents

Abstract

無縫製編物から成るガーメントの形状を平坦面上で３Ｄシミュレーションする。ガーメントを複数のパーツに分割し、パーツをメッシュで分割してポリゴンを発生させる。各パーツを人体モデルの周囲に配置し互いに接合し、ポリゴンレベルで着装状態をシミュレーションする。次いでポリゴンに対してステッチを配置し、ステッチ配置を平滑化し、ステッチの３Ｄ形状を附与し、糸画像によりレンダリングを施す。シミュレーションを高速化できる。

Description

この発明は着装シミュレーションに関し、特にシミュレーションの高速化に関する。

出願人は、編地の自然な形状を経験則を用いてシミュレーションすることを提案した（特許文献１：特開２００５−１２０５０１）。このシミュレーションでは、ステッチの種類や周囲のステッチとの接続関係などの経験則を元に、３Ｄ空間内でのステッチの配置を求める。このシミュレーションで、平坦に配置したガーメントの３Ｄ形状を求めることができる。

出願人はまた、人体モデルを両脚、胴、両腕の５つの軸で表現し、ガーメントを５つの軸を取り巻くように初期配置した後に収縮させて、人体モデルが着装したガーメントをシミュレーションすることを提案した（特許文献２：特開２００５−２４０２１３）。しかしこの手法では計算量が大きく、対話的なシミュレーションが困難である。計算量が大きいのは、
・ ガーメントを収縮させて人体モデルに近づける過程で、ガーメントのステッチ毎に人体モデル表面のポリゴンとの衝突の有無を判定する必要があること、及び
・ 着装によりステッチの配置が大きく乱れた状態からシミュレーションを開始するので、ステッチの配置が安定するまでに長時間を要するためである。そこでシミュレーションの手法を改良し、対話的な時間で正確なシミュレーションができるようにする必要がある。
特開２００５−１２０５０１ 特開２００５−２４０２１３

この発明の課題は、編物の着装状態を対話的な時間で正確にシミュレーションできるようにすることにある。

この発明は、編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションする装置において、
人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合するパーツ接合部と、
接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションするための手段と、
シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求めるステッチマッピング部と、
ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングする糸画像レンダリング部とを設けたことを特徴とする。

この発明はまた、編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションする方法において、
人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合し、
接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションし、
シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求め、
ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングすることを特徴とする。

この発明はまた、デジタル情報処理装置において実行され、かつ編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションするプログラムにおいて、
人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合するためのパーツ接合命令と、
接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションするための命令と、
シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求めるためのステッチマッピング命令と、
ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングする糸画像レンダリング命令、とを備えたことを特徴とする。

好ましくは、前記編物のデザインデータでは前記各パーツが無縫製で接合編成されており、 前記編物を平坦な面上に配置した未着装の状態で、前記編物の３Ｄ形状を求めるための手段と、
求めた３Ｄ形状を、シミュレーションデータ上で複数のパーツに仮想的に分割するパーツ分割部、とを設ける。
特に好ましくは、前記未着装の状態における３Ｄ形状に対し、後身頃の面と前身頃の面との間の境界面により、前記パーツ分割部で、編物を少なくとも前身頃と後身頃とに分割する。

編物は無縫製で複数のパーツを接合編成した筒状衣類が好ましいが、これに限るものではない。例えば複数のパーツを縫製で接合した筒状衣類の着装状態をシミュレーションするために、各パーツを平坦な面上に配置した状態で、パーツの３Ｄ形状を求めることにより、各パーツの初期的な形状を求めても良い。

好ましくは、前記パーツ分割部は、各パーツに含まれるステッチの、前記未着装の状態における３Ｄ形状での位置に基づいて パーツの輪郭を求める。
好ましくは、前記ポリゴンを、デザインデータでのステッチの配列方向に沿って配置する。
好ましくは、マッピングしたステッチの配置を平滑化するための平滑化部を設ける。

この明細書において、シミュレーション装置に関する記載は、シミュレーション方法やシミュレーションプログラムにもそのまま当てはまり、シミュレーション方法やシミュレーションプログラムに関する記載はシミュレーション装置にも当てはまる。

この発明では、編物の着装状態を、ステッチ単位ではなく、ポリゴン単位でシミュレーションする。シミュレーションをポリゴンレベルで行うことにより、シミュレーション時間を短縮する。またポリゴンに加わる力を考慮してシミュレーションを行い、ポリゴンレベルで正確にシミュレーションする。次にシミュレーション後のポリゴンに対してステッチをマッピングすることにより、編物の３Ｄ配置を求める。次にステッチに糸の画像をマッピングすることにより、糸の太さや色調などを反映したシミュレーション画像を得る。

各パーツを無縫製で接合編成する編物のデザインデータに対し、編物を平坦な面上に配置した未着装の状態で３Ｄ形状を求めると、人体モデルが無いので、短時間で編物の３Ｄ形状が得られる。３Ｄ形状はステッチの配置に基づく経験則を用いて簡易に求めても良く、あるいはステッチに働く力を考慮して正確なシミュレーションで求めても良い。求めた３Ｄ形状を複数のパーツに分割すると、パーツ内にほぼ正確にステッチを配置した状態から、シミュレーションを開始できる。そして人体モデルが着装することによる編物の変形を、ポリゴン単位でシミュレーションし、ポリゴンよりも小さい単位では未着装の状態でのステッチの３Ｄ配置を利用する。

仮想的なパーツを互いに接合すると、人体モデルに対する編物の初期配置が得られる。この初期配置は、編物を膨らませた後に人体モデルへ向けて収縮させた初期配置よりも、自然な形状に近い。このためシミュレーション時間を短縮できる。さらに仮想的なパーツを互いに接合して初期配置を求めると、人体モデルとステッチの衝突判定を簡単にできる。特に仮想的なパーツをポリゴンで分割しておくと、パーツを移動させる過程での衝突判定をより簡単にできる。これはステッチに比べてポリゴンの数が少ないからである。

なおインテグラルニットなどで編成した独立した複数のパーツを、縫製で接合した編物に対して、着装状態をシミュレーションしても良い。その場合も、各パーツを平坦な面上に配置した状態で、パーツの３Ｄ形状を求めると、比較的正確な初期データからシミュレーションを開始できる。

パーツの分割はデザインデータ（編成データ）から行うこともできる。例えば前身頃、後身頃、右後袖、左前袖、衿などの編成データ上のステッチの属性を用いて、編物をパーツに分割しても良い。なおパーツの境界は編成データ上のステッチの属性と異なっても良い。例えば立体的な編地では、後身頃が肩を越えて前身頃側に入り込むことがある。ここでステッチの属性に従ってパーツの境界を定めると、パーツ境界をマニュアルで入力するのは難しい。これに対し未着装状態で３Ｄ形状を求め、その後編地と前編地との中間を境界面とすると、前編地側と後編地側のパーツの境界を自動的に入力できる。そしてこの場合、パーツの境界はステッチの属性による境界と異なることがある。

パーツへの分割が終了すると、パーツの輪郭が必要になる。パーツの分割過程で、どのステッチがどのパーツに含まれるかは判明している。そして未着装状態における３Ｄ形状でのステッチの位置から、パーツの輪郭を容易に求めることができる。
またポリゴンをデザインデータでのステッチの配列方向に沿って配置すると、ステッチ配置の規則性がポリゴン配置に反映されて、シミュレーションが容易になる。
またポリゴン単位のシミュレーションでは、特にパーツ間の接続部でポリゴンが大きく変形し、ステッチの配置が不自然なものになる。そこでマッピングしたステッチの配置を平滑化すると、より自然なステッチ配置が得られる。平滑化はステッチに働く力を考慮したものとする必要はなく、短時間で実行できる。

実施例の着装シミュレーション装置のブロック図 実施例の着装シミュレーション方法を示すフローチャート 実施例の着装シミュレーションプログラムのブロック図 実施例での着装シミュレーションでの、パーツの生成までを示す図 実施例での着装シミュレーションでの、メッシュポリゴンの生成からポリゴンレベルでのシミュレーションの終了までを示す図 実施例での着装シミュレーションでの、ステッチのマッピングからステッチ配置のスムージングまでを示す図 実施例での着装シミュレーションでの、ループの生成から糸画像を用いたレンダリングまでを示す図 実施例でステッチを表すループモデルを示す図 図８のループモデルでの制御点とポリゴンの頂点とを示す図 実施例での、ポリゴンレベルのシミュレーションに伴うポリゴンの変形とステッチの移動とを示す図 実施例でのパーツ分割からポリゴン生成を示すブロック図 平面上に配置した状態での、未着装シミュレーション画像を示す図 図１２のシミュレーション画像を用いた、実施例でのシミュレーション結果を示し、ガーメントを人体モデルと共に示す 図１３のシミュレーション結果を、人体モデル無しで視点を変更して示す図 ワンピースのシミュレーションを示す図 成形編みのガーメントや織物を用いたガーメントのシミュレーションを示す図

符号の説明

２ 着装シミュレーション装置 ４ マニュアル入力 ６ データ入出力
８ プログラムメモリ １０ カラーモニタ １２ カラープリンタ
１４ デザインデータ記憶部 １６ 画像データ記憶部 １８ ニットデザイン部
２０ データ変換部 ２２ 糸画像入力部 ２４ ３Ｄ未着装シミュレーション部
２６ パーツ分割部 ２８ ポリゴン生成部 ３０ パーツ接合部
３２ ポリゴンレベル・シミュレーション部 ３４ ３Ｄステッチマッピング部
３６ 平滑化部 ３８ ステッチ形状マッピング部
４０ 糸画像によるレンダリング部 ４２ 着装シミュレーションプログラム
４４ ３Ｄ未着装シミュレーション命令 ４６ パーツ分割命令
４８ ポリゴン生成命令 ５０ パーツ接合命令
５２ ポリゴンレベル・シミュレーション命令 ５４ ３Ｄステッチマッピング命令
５６ 平滑化命令 ５８ ステッチ形状マッピング命令
６０ 糸画像によるレンダリング命令 ６２〜９２ ３Ｄ画像データ
９４，９６，９８ ポリゴン ９５ ポリゴン中心 １００，１０２ ポリゴン
１１０〜１１５ パーツ １２０，１２１ パーツ １２２，１２３ 縫製部
１２４ 編物のシミュレーション画像 １２６ 織物のシミュレーション画像
１２８ 糸画像

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図１６に、実施例を示す。図１において２は着装シミュレーション装置で、４はマニュアル入力で、キーボードやスタイラス、トラックボール、ジョイスティックなどである。６はデータ入出力で、画像データの入出力などを行い、ディスクドライブやネットワークインターフェースなどである。８はプログラムメモリで、着装シミュレーションプログラムを記憶する。１０はカラーモニタで、シミュレーション結果を表示し、１２はカラープリンタで、シミュレーション結果をカラープリントする。

１４はデザインデータ記憶部で、編物のデザインデータや、このデータを変換した編機用の編成データを記憶する。１６は画像データ記憶部で、シミュレーション過程での種々の画像データや、シミュレーション結果の画像データを記憶する。１８はニットデザイン部で、マニュアル入力４やデータ入出力６からの入力に従って、ニット製品をデザインする。ここではニット製品として無縫製の筒状編地から成る編物を想定するが、両袖，前身頃，後身頃などのパーツを接合した編物でも良い。データ変換部２０は、編物のデザインデータを編機で編成できる編成データに変換する。糸画像入力部２２は、例えばスキャナなどで構成され、糸のカラー画像を入力する。入力された糸画像は２Ｄ画像でも３Ｄ画像でも良い。

３Ｄ未着装シミュレーション部２４は、編成データやデザインデータで指定されたステッチ配置を元に、編物を平坦面上に配置した際の３Ｄ形状をシミュレーションする。このシミュレーションでは、筒状編地の後編地と前編地との間に、例えばステッチ１目分程度の間隔をおいた初期配置からスタートし、ステッチ間の伸縮に伴う応力や、平坦面からの反発力、編地に加わる重力などを加味してシミュレーションを行う。平坦面は必ずしも水平面である必要はなく、極端な場合、鉛直面として、筒状編地の上部から仮想的なハンガーなどにより上向きの支持力を加え、編物に働く重力とバランスさせても良い。なお物理的な力を加味したシミュレーションに代えて、ステッチの種類や周囲のステッチとの接続関係による、ステッチの伸縮や変形、浮き上がりや沈み込みの経験則により、編物の３Ｄ形状を求めても良い。３Ｄ未着装シミュレーション部２４により、未着装の状態での編物の３Ｄ形状を求める。

パーツ分割部２６は編物を複数のパーツに分割する。分割は前身頃，後身頃，右前袖，左後袖などのステッチの属性に従って自動的に分割することもできる。これ以外にカラーモニタ１０に、未着装の状態でのシミュレーション画像を表示し、マニュアル入力４からパーツの境界を入力することもできる。実施例では、未着装の３Ｄシミュレーションでのステッチ配置を、前編地側と後編地側との間の境界面で、前編地と後編地とに２分する。次にステッチの属性を用い、あるいは編成データ中にアームピット、肩ラインなどのポイントへのマークがある場合、そのマークを用いて、前後の編地をさらに各パーツへと分割する。パーツへの分割線をマニュアルで指定しても良い。ポリゴン生成部２８は、パーツを複数のポリゴンに分割する。そしてポリゴンのサイズはステッチのサイズよりも大きく、各ポリゴンには原則として複数のステッチが含まれている。なおパーツの輪郭付近のポリゴンでは、１ポリゴンに１ステッチしか含まれないこともある。

パーツ接合部３０は、人体モデルの周囲に仮想的に配置した各パーツを互いに接近させ、パーツとパーツとを接合する。これによって人体モデルが筒状編地を着装した初期状態が得られる。ポリゴンレベル・シミュレーション部３２では、パーツを接合した後のデータに対し、ポリゴンを用いて物理シミュレーションを行う。この場合、ポリゴンの変形に伴う応力や、ポリゴンに働く重力、人体モデルとの摩擦力や反発力、ポリゴン間の摩擦力などを加味した、物理シミュレーションを行う。そして周知のようにシミュレーションは、ポリゴン配置が収束するまで繰り返して行う。

３Ｄステッチマッピング部３４は、シミュレーション後のポリゴンに対してステッチをマッピングする。これによりステッチの３Ｄ配置を定める。平滑化部３６は、マッピングしたステッチの配置を平滑化する。ステッチ形状マッピング部３８は、平滑化した後の個々のステッチに対して、ステッチの３Ｄ形状をマッピングする。糸画像によるレンダリング部４０は、マッピングしたステッチの３Ｄ形状を、糸画像によりレンダリングし、最終的なシミュレーション画像を生成する。なお糸画像を用いてレンダリングする前に、糸を毛羽のないチューブ、特にテクスチャーのない単色のチューブで表現した画像を表示しても良い。このようにすると、レンダリング前のシミュレーション画像を短時間で作成できる。着装シミュレーション装置２には、これ以外に視点変換や縮小／拡大、シミュレーション画像からのニットデザインの変更などの機能を設ける。

図２に、実施例での着装シミュレーション方法を示す。ステップ１でガーメントを未着装状態で３Ｄシミュレーションする。そしてステップ２でガーメントを複数のパーツに分割し、ステップ３で各パーツをメッシュで分割し、ポリゴンを生成する。ステップ４ではパーツを人体モデルの周囲に配置し、パーツを互いに接合する。ステップ５でポリゴンレベルで着装シミュレーションを行い、ステップ６でポリゴンの内外にステッチを、より正確にはステッチの基準点をマッピングする。このマッピングは、ポリゴンが配置された３Ｄ空間に対するステッチのマッピングである。ステップ７でステッチ配置を平滑化し、好ましくはこの時物理シミュレーションを行わず、単にステッチ間の間隔や向き、ステッチの浮き上がりや沈み込みに対し、前記の経験則を適応して平滑化する。ステップ８で、各ステッチに対してその３Ｄ形状をマッピングする。ステップ９で糸画像を用いたレンダリングを行い、糸を変更する場合（ステップ１０）、ステップ９へ戻る。

図３に、実施例の着装シミュレーションプログラム４２を示す。プログラム４２はコンピュータからなる着装シミュレーション装置２のプログラムメモリ８に記憶されて実行され、適宜の記憶媒体や搬送波を介して、着装シミュレーション装置２に供給される。プログラム４２は、デジタル情報処理装置である着装シミュレーション装置２により、着装シミュレーションを行う。３Ｄ未着装シミュレーション命令４４は、無縫製の筒状編地を平坦面上に配置した際の安定形状をシミュレーションする。パーツ分割命令４６は、未着装でシミュレーションした編物を複数のパーツに分割する。ポリゴン生成命令４８は、各パーツを分割するように、ステッチよりも大きなポリゴンを生成する。パーツ接合命令５０は複数のパーツを互いに接合する。

ポリゴンレベル・シミュレーション命令５２は、ポリゴンレベルで編物の着装状態をシミュレーションする。３Ｄステッチマッピング命令５４はシミュレーション後のポリゴンに対し、ステッチの配置を３Ｄ空間でマッピングする。平滑化命令５６では、マッピングしたステッチ配置に対し平滑化を行う。ステッチ形状マッピング命令５８では、平滑化後のステッチ配置に対し、ステッチの形状をマッピングする。そして糸画像によるレンダリング命令６０で、ステッチ形状に糸画像によるレンダリングを施す。

図４〜図１１にシミュレーションの具体例を示す。６２〜９２は３Ｄ画像データで、データ６２は未着装のシミュレーションデータを示し、これを前編地と後編地との中間の基準平面で前後に分割したものがデータ６３，６４である。次に編成データ中のアームピットや袖口などのマークを元にパーツに分割すると、データ６５，６６が得られる。これによって各ステッチはいずれかのパーツに分類され、パーツ内のステッチの３Ｄ座標からパーツの輪郭を取得すると、データ６７，６８が得られる。

次に各パーツをポリゴンに分割する。ポリゴンへの分割には例えば縦横のメッシュを用い、メッシュの縦横の方向は編地のコース方向やウェール方向と平行とし、両袖の場合はデータ６７，６８に示す矢印と、これに直角な向きとでメッシュを構成する。身頃の場合はデータ６７，６８の上下方向と水平方向とのメッシュを発生する。メッシュをそのままポリゴンとして用いると、ポリゴン９４が得られる。なお９５はポリゴン９４のポリゴン中心である。三角形のポリゴンが好ましい場合、ポリゴン９４を２分すると、ポリゴン９６，９８が得られ、実施例では３角形のポリゴンを用いる。

図５のデータ７０，７１は、編物に対するポリゴンの配置を示し、ポリゴン単位で構成されるパーツを人体モデルに対して配置したものがデータ７２である。パーツはアームピットや、袖の上部ライン、肩ラインなどの人体モデルと対応しやすい境界で分割されているので、人体モデルに対して各パーツを簡単に配置できる。次にポリゴン単位でシミュレーションを実行すると、データ７３，７４が得られる。なおパーツの配置が容易なように、データ７２では人体モデルは腕を広げており、シミュレーションの途中で人体モデルの腕を下げて、データ７４では自然なポーズに近づいている。

図６のデータ８０〜８２は、ポリゴンとステッチとの配置を示し、これらはいずれもポリゴン単位でのシミュレーション前のデータである。データ８０，８１での白い点はポリゴンを表し、データ８２での明るい点がポリゴンを、暗い点がステッチを表す。ポリゴン単位でのシミュレーション後のデータを、８３として示す。ポリゴンに対し、ステッチの基準点をマッピングすると、データ８４が得られる。次にポリゴンを削除し、ポリゴンレベルでのシミュレーションによるステッチ間の伸縮の程度をグレースケールで表示すると、データ８５となる。データ８５に対し、ポリゴン間の伸縮を縮めるように平滑化を施すとデータ８６が得られる。そしてデータ８６に対し、ステッチ間の伸縮によるグレースケールを除いて表示すると、データ８７となる。

データ８７でのステッチ配置に対し、ステッチ形状をマッピングすると、図７のデータ９０が得られ、その一部を拡大して右側に示す。次にステッチに対して糸画像９４を用いたレンダリングを施すと、３Ｄ画像データ９１，９２が得られ、画像データ９１の一部を拡大してその右側に示す。なおここでは人体モデルを省略して表示しているが、人体モデルを加えて表示しても良い。

図８，図９にステッチの形状モデルを示す。ステッチは断面四角形あるいは六角形などのチューブからなり、ステッチの例えば基部側の位置をステッチ基準点とする。ステッチの形状は図９に示す複数の制御点Ｃ1，Ｃ2などで定まり、制御点は図８の角筒状のパイプの境界にある。そして図８の各パイプに対しＰ1〜Ｐ10などの頂点を指定すると、各パイプに対し例えば６個のポリゴンが得られ、ポリゴン形状を三角形とする場合、各パイプに対し例えば１２個のポリゴンが得られる。そして図８，図９のポリゴン表面に糸画像をテクスチャーマッピングし、あるいは図８，図９のポリゴンに対し、糸画像での毛羽に対応するポリゴンを追加するなどにより、レンダリングを行う。糸画像によるレンダリングには様々なレベルが可能である。精密なレンダリングでは、ステッチ形状は図９の制御点のみからなり、糸画像は糸本体のチューブと毛羽のチューブとからなり、糸本体のチューブを制御点に沿って配置し、その周囲に毛羽のチューブを配置する。簡易なレンダリングでは、図８のステッチのチューブを表示用の２Ｄ画像に変換して、糸本体の画像をテクスチャーマッピングし、その周囲に毛羽の画像をマッピングする。

図１０に、ポリゴンに対するステッチの３Ｄマッピングを示す。実施例ではポリゴンの頂点は左回りに配列されており、シミュレーション前のポリゴン１００に対し、図の黒点のようにステッチが配置されている。シミュレーションによりポリゴンの形状が図の１０２のように変化し、ポリゴンの向きも水平面から外れている。そして変形前のポリゴンに対するステッチの配置を元に、変形後のポリゴンに対してステッチの配置をマッピングする。

図１１にパーツの分割やポリゴンの生成を示す。パーツ分割部２６に未着装の３Ｄシミュレーションデータを入力し、前編地と後編地との間の基準平面で前後２つに分割する。次にアームピットや肩ラインなどのマークにより、パーツを例えば袖と身頃などに分割する。袖と身頃との分割などには、ステッチの属性データを用いてもよく、またマニュアルでパーツに分割しても良い。また裾ゴムと身頃とを別のパーツとするなど、ステッチの種類により分割しても良い。そして３Ｄデータ上のステッチの基準点の座標から、パーツの輪郭を求める。このようにしてパーツの輪郭と各パーツに含まれるステッチのリストを求め、パーツデータとしてポリゴン生成部２８へ入力する。各パーツではステッチが規則的に配置されているので、ステッチの配列方向を元にポリゴンを配置し、ポリゴンデータを出力する。ポリゴンデータの内容は、ポリゴンの頂点座標や法線ベクトル、各ポリゴンに含まれるステッチ、及びポリゴンに対するステッチの相対位置のリストである。さらにポリゴンの生成では、どのポリゴンにも属さないステッチが生じないように、パーツの外側のポリゴンをパーツの輪郭よりも僅かに膨らませる。

図１２〜図１４に、袖付きのセーターに対するシミュレーション結果を示す。図１２は平坦面上に仮想的なセーターを配置した際のシミュレーション結果を示し、図１３はこれを人体モデルに着装させた後のシミュレーション結果を示す。図１４は着装状態のシミュレーション結果を人体モデルを除いて表示したもので、シェーディングを強めて表示してある。

図１５に、ワンピースのシミュレーション例を示す。フレヤータイプのボトムを例えば６つのパーツ１１０〜１１５に分割し、前記のようにして着装シミュレーションすると、右下の結果が得られる。フレヤーをパーツ１１０〜１１５のように分割しても、妥当なシミュレーションが行える。従ってパーツへの分割はデザインデータから予想される形状とは異なったものでも良い。

図１６に縫製を伴う編物へのシミュレーションの例を示す。１２０，１２１はパーツで、１２２，１２３は縫製部である。縫製部１２２，１２３で縫製されるように各パーツを接合し、ポリゴン単位でのシミュレーションを行い、ステッチのマッピングやステッチ配置の平滑化、ステッチ形状のマッピングと糸画像によるレンダリングを施すと、編物のシミュレーション画像１２４が得られる。なおポリゴンが編地ではなく織物で構成されているものとし、ポリゴンの内部に縫い目があるものとすると、シミュレーション画像１２６が得られる。１２８は糸画像である。

実施例では以下の効果が得られる。
1) 未着装の状態で、ガーメントの安定形状を３次元空間でシミュレーションする。ステッチ間の伸縮やステッチの浮き上がり、沈み込みによる変形を、大部分この段階でシミュレーションに反映できる。
2) ガーメントを複数のパーツに分割して、パーツ間を接合するように、人体モデルに着装させる。従ってこの過程でのガーメントの変形を少なくし、1)で得たステッチの立体配置を保つように、着装できる。
3) 2)の処理を用いることにより、個々のステッチを人体モデルの周囲のどの位置に配置するかの計算を簡単化できる。例えば、ステッチが人体モデルのどのポリゴンに衝突するかの衝突判定を、大部分不要にできる。
4) パーツを接合した後の物理シミュレーションを、ステッチよりも粗いポリゴン単位で行う。このため物理シミュレーションが簡単で、ステッチよりも粗いポリゴンの単位で、着装済みのガーメント形状を正確にシミュレーションできる。なおポリゴン内でのステッチの立体配置は、1)でシミュレーション済みである。
5) ポリゴンで表現したパーツを接合すると、接合に伴うパーツ移動での人体モデルとパーツの衝突に関する処理を簡単にできる。
6) ポリゴン単位でのシミュレーション後に、ステッチ配置を平滑化すると、パーツの接合部などに生じるステッチ配置の歪みを除くことができる。
7) ステッチ配置を平滑化した後に、ステッチを３Ｄ空間内の点からパイプや制御点の列で表現された糸に置き換えると、レンダリングの下地となるデータが得られる。
8) 7)の処理の後で糸画像を用いてレンダリングすると、最終的なシミュレーション画像が得られる。糸を変更する場合、8)の処理のみを再実行すればよい。

この発明はまた、編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションする方法において、着想シミュレーション装置に、
人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合するステップと、
接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションするステップと、
シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求めるステップと、
ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングするステップ、とを実行させることを特徴とする。

この発明はまた、デジタル情報処理装置において実行され、かつ編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションするプログラムにおいて、前記デジタル情報処理装置に、
人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合するためのパーツ接合ステップと、
接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションするためのステップと、
シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求めるためのステッチマッピングステップと、
ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングする糸画像レンダリングステップ、とを実行させることを特徴とする。

Claims (9)

1. 編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションする装置において、
   人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合するパーツ接合部と、
   接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションするための手段と、
   シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求めるステッチマッピング部と、
   ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングする糸画像レンダリング部、とを設けたことを特徴とする、着装シミュレーション装置。
2. 前記編物のデザインデータでは前記各パーツが無縫製で接合編成されており、
   前記編物を平坦な面上に配置した未着装の状態で、前記編物の３Ｄ形状を求めるための手段と、
   求めた３Ｄ形状を、シミュレーションデータ上で複数のパーツに仮想的に分割するパーツ分割部、とを設けたことを特徴とする、請求項１の着装シミュレーション装置。
3. 前記編物は複数のパーツを縫製で接合した編物であり、
   該編物の各パーツを平坦な面上に配置した状態で、パーツの３Ｄ形状を求めるための手段を設けたことを特徴とする、請求項１の着装シミュレーション装置。
4. 前記未着装の状態における３Ｄ形状に対し、後身頃の面と前身頃の面との間の境界面により、前記パーツ分割部で、編物を少なくとも前身頃と後身頃とに分割することを特徴とする、請求項２の着装シミュレーション装置。
5. 前記パーツ分割部は、各パーツに含まれるステッチの、前記未着装の状態における３Ｄ形状での位置に基づいて パーツの輪郭を求めることを特徴とする、請求項２の着装シミュレーション装置。
6. 前記ポリゴンを、デザインデータでのステッチの配列方向に沿って配置したことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの着装シミュレーション装置。
7. マッピングしたステッチ配置を平滑化するための平滑化部を設けたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの着装シミュレーション装置。
8. 編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションする方法において、
   人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合し、
   接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションし、
   シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求め、
   ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングすることを特徴とする、着装シミュレーション方法。
9. デジタル情報処理装置において実行され、かつ編物のデザインデータを元に、前記編物が人体モデルに着装された状態を３Ｄ空間内でシミュレーションするプログラムにおいて、
   人体モデルの周囲に仮に配置された各パーツを互いに接近させて、人体モデルと衝突しないように接合するためのパーツ接合命令と、
   接合済みのパーツからなる編物に対して、ステッチよりも粗いポリゴン単位で、ポリゴンに働く力を元に、編物の３Ｄ形状をシミュレーションするための命令と、
   シミュレーション後のポリゴンに対し編物のステッチをマッピングすることにより、着装状態での編物の３Ｄ形状を求めるためのステッチマッピング命令と、
   ステッチの配置を糸の画像によりレンダリングする糸画像レンダリング命令、とを備えたことを特徴とする、着装シミュレーションプログラム。