WO2001026496A1 - Procede et dispositif de simulation et de representation de l'habillage d'un mannequin - Google Patents

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WO2001026496A1
WO2001026496A1 PCT/FR2000/002798 FR0002798W WO0126496A1 WO 2001026496 A1 WO2001026496 A1 WO 2001026496A1 FR 0002798 W FR0002798 W FR 0002798W WO 0126496 A1 WO0126496 A1 WO 0126496A1
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WO
WIPO (PCT)
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clothing
mannequin
pieces
piece
model
Prior art date
Application number
PCT/FR2000/002798
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English (en)
Inventor
Michel Ziakovic
Ramon Yepes Segovia
Original Assignee
Lectra Systemes
Investronica Sistemas S.A.
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Publication date
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Priority to US09/857,685 priority patent/US6968297B1/en
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Priority to JP2001529294A priority patent/JP2003511576A/ja
Priority to EP00967981A priority patent/EP1137349B1/fr
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41H—APPLIANCES OR METHODS FOR MAKING CLOTHES, e.g. FOR DRESS-MAKING OR FOR TAILORING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A41H3/00—Patterns for cutting-out; Methods of drafting or marking-out such patterns, e.g. on the cloth
    • A41H3/007—Methods of drafting or marking-out patterns using computers

Definitions

  • the invention relates to the field of the simulation of the dressing of a mannequin, and finds particular application in the clothing and / or sewing industries.
  • the invention describes a method and a device for placing, on a virtual mannequin, a floating garment initially described by its two-dimensional pieces of fabric.
  • the problem is to sew the pieces together in a three-dimensional (3D) space and place the garment thus obtained, around the virtual mannequin, in a correct position.
  • 3D three-dimensional
  • pieces of clothing 2, 4, 6 to be assembled are placed, approximately opposite their final position around a mannequin 8.
  • the lines to be sewn are connected by " elastic bands "10, 12, 14, 16, 18, 20, 22.
  • the simulation of the tissue is then carried out, in" weightlessness ".
  • the pieces come closer to each other and end up stabilizing edge to edge. It only remains to sew.
  • a classic garment (a shirt) represents approximately 1.5 m 2 of fabric. With an average mesh size of 1 cm 2 , we obtain a mesh size of this garment of approximately 15,000 elements.
  • Each step of the calculation requires the measurement of the forces applying to each element, and therefore at least four measurements of the distance separating it from the neighbors (warp, weft and shears), which. in 3D, represents 12 subtractions, 12 multiplications, and especially 4 extractions of square roots. We are therefore led to make around 60,000 square roots, and 180,000 multiplications, at least, at each time step.
  • the complexity of the calculations and the length of the calculation times also penalize any production of the parts by cutting from a fabric or a material.
  • the subject of the invention is a method for viewing a garment made up of pieces of clothing on a virtual mannequin, or on a representation of a mannequin or of a mannequin model, or for dressing, with pieces of clothing, a mannequin. virtual or a mannequin model represented in three dimensions, this process comprising:
  • the piece of clothing and the dummy model can be represented by data stored in a memory of a computer.
  • the parts are first "painted" on the surface of the mannequin, in a contiguous manner, without respecting the geometry or the physical behavior of the fabric.
  • the parts are pressed against the dummy.
  • the parts are deformed continuously, without tearing or intersection. They are then “sewn", by geometric proximity.
  • the compression energy of the tissue is minimized: the tissue is relaxed, or “plumped up”. It goes from a state where this compression energy is important to a state where it is reduced to a value compatible with the position of the garment on the mannequin.
  • the 3D shape obtained is then ready for the simulation of draping of the fabric.
  • the method according to the invention has a reduced computation time compared to the methods using the simulation of the fabric to carry out the assembly, the sewing and the threading of the garment, while respecting at all times the dimensions and the forces in the fabric.
  • the invention avoids the preliminary steps of simulating the fabric, then of bringing the fabric closer to the body or the mannequin. It avoids in particular the calculations of the physical behavior of the fabric, before assembly. It makes it possible to solve the problems of calculation time, by removing the physical constraints linked to the simulation of the fabric and the bringing together of the fabric, and by realizing or simulating the seams directly (junction of the pieces of the garment).
  • the method according to the invention makes it possible to temporarily abstain from respecting the geometry (respecting the lengths, the angles of the fabric) so as to keep only the classical continuity relationships in topology: it only implements deformations continuous.
  • the invention makes it possible to avoid complex calculations of dilation which involve a deformation of the mannequin: in particular, relaxation implements a deformation of the garment, but not of the mannequin.
  • the deposition of the pieces of clothing on the surface of the mannequin involves the establishment of a point-to-point, or bijective and continuous relationship, between the piece, or a part of this piece, or representative points of such a part, and a corresponding portion of the surface of the manikin, or points of such a portion.
  • the relaxation step can then include:
  • It may also include: - the subdivision of the piece of clothing into a second set of parts, smaller than the parts of the first set,
  • the deformations can be chosen so as to respect the topological relationships of the Euclidean volume. The result of this choice is that the calculation of tissue collisions becomes unnecessary.
  • Such a deformation can for example comprise: a displacement along field lines coming from the manikin,
  • the invention also relates to a method for producing pieces of clothing, comprising:
  • the visualization can take place at a place separate from the place of physical production of the pieces of clothing, the data on the displayed pieces of clothing being transferred, after visualization or simulation, to the place of production of the pieces of clothing.
  • the invention also relates to a device for implementing the method according to the invention.
  • the invention also relates to a device for viewing pieces of clothing on a mannequin, comprising:
  • This device may also include means for modifying a selected piece of clothing or for replacing a piece of clothing with another piece of clothing.
  • the subject of the invention is also a device for producing pieces of clothing, comprising:
  • the means for cutting the pieces of clothing can be controlled by a microcomputer, the data transmission means then connecting the display device and the microcomputer.
  • the data transmission means can for example be part of a communication network.
  • FIGS. 2 to 6 are examples of steps of applying pieces of clothing to a mannequin, in the context of a method according to the invention;
  • FIG. 7 illustrates a step of inserting a homologous line on a mannequin;
  • - Figure 8 schematically shows a portion of a mannequin and a tracking system in elliptical coordinates;
  • FIGS. 9A and 9B schematically show, respectively, characteristic lines of a part of a mannequin and a part of a mannequin, topologically homologous to a piece of clothing;
  • Figure 10 shows the dummy part of Figure 9B, in development in a plane
  • FIG. 11 shows a triangulation of a piece of clothing
  • FIG. 12 shows steps of a method for pressing a piece of clothing against the mannequin
  • FIG. 13 schematically shows an economical process on the move to restore the lengths of a compressed line chain
  • FIG. 14 shows steps of a relaxation method according to the invention
  • - Figures 15A and 15B show a mesh node surrounded by triangles
  • - Figure 16 shows a polygon, in a set of triangles, this polygon containing all the points which see the external contours of all the triangles;
  • FIG. 19 shows schematically a general method of mannequin dressing, simulation and analysis of "portability" according to the invention
  • FIG. 20 shows the steps of a manikin dressing method according to the invention
  • FIGS. 21 A and 21 B represent a device for implementing the invention
  • a "computer model” is a computer representation of the volume (or of the useful part of the volume) of a clothing mannequin or of a human body.
  • the volume will be assumed to be described by its external surface, itself described as a triangular mesh, the vertices of the triangles of the mesh being points of this external surface.
  • Other representations are possible (parametric external surface, or even, volume defined by voxels (small volume elements)).
  • the mannequin can therefore be represented by data stored in a memory of a computer or of a computer system, this data corresponding for example to a triangular mesh, or to a parametric external surface, or to these voxels.
  • mannequins can be defined, depending on different parameters, for example the age and / or sex of the person the mannequin represents. It is possible to provide various types of mannequin, and to make a selection of a particular type of mannequin.
  • a "mannequin" database can be initially defined, in which a user can select a particular mannequin, as required. Such a database can be previously stored in a computer system, as described later in this text.
  • the patent US-5 850 222 describes a modeling of a mannequin, usable within the framework of the present invention.
  • Garment means the computer representation of two-dimensional (2D) pieces of a garment, by their finish lines and their cut.
  • the finish of a room is the set of lines delimiting the visible part of the room once assembled.
  • the finish contains the seam lines, the visible hemlines and the fold or clip lines.
  • the finish is associated with an implicit notion of interior.
  • the part of the fabric outside the finish that is, between the finish and the cut) is called the seam allowance.
  • the pieces are supposed to be described with the x axis corresponding to the warp direction of the fabric (the "straight thread"), where they must be cut.
  • the garment can therefore be represented by data stored in a memory of a computer or of a system. IT, this data corresponding for example to the finishing and cutting lines.
  • various types of clothing can be defined, depending on different parameters, for example the age and / or sex of the person for whom the clothing is intended. It is possible to provide various types of clothing, and to make a selection of a particular type of clothing.
  • a "clothing" database can be initially defined, in which a user can select a particular garment, as required. Such a database can also be previously stored in a computer system, as described later in this text.
  • a preliminary step of a method according to the invention can therefore consist in the selection and / or visualization of a type of mannequin and of a particular type of clothing.
  • a first step of depositing the pieces of clothing on the surface, or against the surface, of the mannequin is carried out. But we do not take into account, for this step, the respect of the geometry or the physical behavior of the fabric. We only take into account the continuity relationships, classic in topology; for example, the deformations are carried out continuously, without tearing or intersection.
  • a part 30, called "half-front" is applied to the corresponding surface of the bust 32 of a mannequin. It is possible, in the case of partial pieces, and as illustrated in FIG. 3, to previously merge pieces 34, 36 (or the stored data or the corresponding stored data sets, representative of these pieces) to obtain a piece 30 (or the data representative of such a part) to be applied to part 32 of the dummy.
  • Each of the pieces 34, 36 may initially be part of the database used by the maker.
  • FIG. 5 represents a part 40 of initially complex shape, comprising the front and rear parts of the same half-part. A cutting allows to isolate the front part 30 which is then applied to the mannequin 32. Again, a corresponding cutting of the data representative of the part 40 is carried out.
  • this or this one will be applied, not directly to the initial surface of the mannequin, but to a surface deduced from the mannequin or deduced from the external surface which defines the mannequin. .
  • the garment no longer corresponds topologically to the surface of the mannequin 48: the surface of the skirt, once this applied in three dimensions, has two holes 43, 45, while the useful surface of the mannequin (reduced to the legs and the pelvis) has three holes 47, 49, 51.
  • the simplest method is to use a manikin that already has this property.
  • FIG. 6 represents the application of a skirt panel 44 to a surface 46 deduced from the mannequin 48. The result is equivalent to introducing the two legs into a sheath.
  • a point-to-point relationship can be defined between said part and the surface of the mannequin or between the representative data sets, respectively, of the part and the surface of the mannequin. This relation respects the classical continuity relationships of topology.
  • each point of the surface of the mannequin or (in the case described above in connection with FIG. 6) of the surface deduced from the mannequin is associated with one and only one point of the garment or piece of garment to be applied.
  • the examples given above, in relation to FIGS. 2 to 6 can therefore be described in terms of a one-to-one, or point-to-point, continuous relationship, or in terms of continuous bijection, that is to say of homology.
  • FIG. 2 then corresponds to a homology between a half-front piece and the corresponding surface of the mannequin
  • FIG. 6 to a homology between a skirt panel and a surface deduced from the mannequin.
  • FIG. 5 the fact of cutting the complex part beforehand makes it possible to simplify the calculation of the homology.
  • a mesh of the garment or of the 2D part is practiced, or corresponding representative data, capable of supporting the simulation of the fabric, for example a triangular mesh.
  • the garment is then topologically complete, sewn and put on the mannequin.
  • it is generally extremely compressed and deformed (it can for example be stretched in places) and this in a physically impracticable way. This is normal since the garment is pressed against the mannequin; in fact, as already explained above, the initial steps of the method according to the invention do not take into account respect for the mechanical and / or geometric aspect of the material constituting the garment.
  • the result of this "plating" is the same regardless of the length or the size of said piece of clothing.
  • the mannequin is first of all separated into different simple parts: - trunk and pelvis
  • the part is also cut along a homologous line, as already described above in connection with FIG. 5.
  • the parts of the manikin are described in elliptical coordinates.
  • the most suitable axis AA ′ is chosen: in the case of the example in FIG. 8 (manikin trunk), an axis passing through the center of symmetry for example is chosen a first section Si (passing through the neck) and on the other hand through the center of symmetry of a second section S 2 , here an abdominal section.
  • Each point M is therefore described by a set of coordinates r, p, ⁇ , where r denotes the distance from point M to the center O of the coordinate system, p and ⁇ allow the point M to be located respectively with respect to a horizontal plane and to a vertical reference plane.
  • Figure 9B lines defining the left rear arm Figure 9B represents the upper front part of a mannequin, cut along certain characteristic lines.
  • This projection is in bijection with the surface (corrected by the maximum radius) of the mannequin.
  • a projection is therefore made on a plane of the selected area of the dummy.
  • a first bijection is established between the surface (in 3D) of the mannequin (or the data representative of this surface) and its projection on a plane.
  • a triangulation is constructed, maintaining the same number of stitches on the parts of the outline sewn with other pieces.
  • the deformation algorithm used consists, at each step, in first moving the points of the contour to a new position approaching the desired contour, and this while respecting the constraint of non-inversion of the triangles, while ensuring that the new outline remains a simple polygon, that is to say does not self-intersect.
  • triangles there are indeed two possibilities for triangles to be superimposed: by inverting a triangle, or in the case of a complex polygon.
  • the initial and final contours are sufficiently similar that it is often unnecessary to respect the "simple polygon" constraint. It suffices that the initial triangulation is reduced, by a scale factor, to be held within its projection. We can then go in a straight line, step by step, from the mesh outline to the corresponding point of the projection. We therefore obtain a reversible projection of each point of the part on a point of the dummy. The data concerning this projection are memorized. In practice, the correspondence of the vertices of the triangles with points of the projection of the dummy is memorized. We also obtain the sewing lines (the corresponding data of which are also stored).
  • two bijections are successively carried out: - a first bijection, between the mannequin or a part of it, defined in three dimensions, and a projection of this mannequin or of this part, in two dimensions,
  • the layers making up the garment are placed in 3D in successive layers, separated by a thickness small enough to preserve bijectivity. This thickness is related to the minimum radius of curvature of the surface of the manikin.
  • the thickness separating two successive layers is chosen to be very small compared to the radius of curvature of said portion of the mannequin, and the sum of the successive thicknesses is less than this same radius of curvature.
  • the innermost layer is preferably pressed against the dummy; in other words, the thickness separating this internal layer from the surface of the dummy is zero.
  • FIG. 12 summarizes the operations of plating a garment against the mannequin which are in fact carried out on the data representative of the garment parts and of the mannequin.
  • a topologically homologous part of the part is isolated from the volume of the manikin. Then (step S28) this part is projected in two dimensions, on a plane.
  • step S29 The triangulation of the piece of clothing, obtained before or simultaneously with the preceding operations, is then deformed (step S29).
  • the data obtained during these last two steps can be stored.
  • the different layers of clothing are then transferred (step S30) against the surface of the mannequin.
  • the garment is then ready for relaxation.
  • the goal of relaxation is to bring each piece of clothing back to its state of equilibrium. More specifically, the energetic state of the tissue, initially very high due to the topological treatment explained above, is brought back to a value close to the minimum, compatible with the launch of the simulation of the material.
  • Different algorithms are possible.
  • the comparison of the different characteristics of the fabrics shows that (in general) the dominant energy factor (for any displacement) is the tensile strength.
  • the latter is generally at least 100 times greater than the shear strength, and even greater compared to the bending strength, for typical bends. The resistance to bending becomes significant when trying to bend the fabric at a sharp angle.
  • the problem can also be treated from large areas, then "descend" to small areas.
  • first of all homogeneously “deforms” the whole garment, preferably by looking for a minimum of traction energy (the energy calculation examples are given below).
  • the size of a part can be defined according to the number of triangles it contains: thus, the average number of triangles of each part of the first set is chosen larger than the average number of triangles of each part of the set next, and this second number is itself greater than the average number of triangles in each part of a third set ... etc.
  • Crumpling is avoided by using "soft" deformations of space, that is to say preferably continuous, derivable and more preferably whose derivative is continuous (function C 2 , from a mathematical point of view) .
  • the deformation chosen is a deformation (continuous and differentiable) of space, instead of simply a deformation of the tissue. We therefore move each point as a function of its position in space, and not as a function of its position in relation to its neighbors.
  • the deformations can then be chosen so as to respect the topological relationships of the Euclidean volume.
  • the result of this choice is that the calculation of the collisions of the fabric becomes useless: the lining can no longer cross the canvas, the sleeve can no longer touch the small side, the garment cannot penetrate the mannequin ... etc.
  • the triangulation is preferably chosen sufficiently dense so that the deformation of the space around an elementary triangle can be considered to be linear.
  • the calculations are carried out on the data representative of the pieces of clothing.
  • the mannequin remains undeformed.
  • the traction energy of each part is calculated relative to the initial position of this part, in two dimensions. For example, we calculate, for each triangle of the triangulation of the part considered, the energy variation from the initial position of the triangle, and we then add up the energy variations of all the triangles.
  • each triangle we can take, as a measure of energy, the variation of the length of one of its sides or the variation of its perimeter. For each triangle, one can also calculate the energy according to its position in 3D (on the dummy), its rest position in the plane, and a value of the stiffness K of the fabric.
  • the Energy function returns the energy value of a triangle // deformed in 3D as a function of its position at an instant t in // 3D, of its rest position in the plane, and of a value of / / stiffness K.
  • the units are homogeneous.
  • Vba b-> UV [1] - a-> UV [1];
  • FIG. 14 represents steps of a relaxation method according to the invention. Again, these steps are performed on the stored garment data.
  • a first set of parts is defined according to its size (step 340).
  • a deformation function is then chosen for each field line (step S341). This function is optimized as a function of an energy minimization criterion (step S342).
  • the energy function has of course been previously defined.
  • step S344 a deformation function is again chosen as a function of the field lines, and is optimized.
  • the algorithm stops when the operator judges the result satisfactory, or after a predetermined number of iterations (step S343).
  • the question of the displacement of a triangular mesh point, without reversal, will now be treated. The problem posed will be explained in conjunction with the figures.
  • Respecting the non-reversal constraint therefore consists in testing the direction of rotation of the triangles adjacent to the point to be moved, and, if a reversal is detected (a direction of rotation which reverses), retry a lower displacement (for example half of the initial displacement). In the event of total failure, we can try to unblock the situation by moving the point randomly.
  • FIG. 19 is a general diagram of a method according to the invention, of which the operations described above can be part.
  • Step S10 the shapes, or subsets of clothing, are defined flat, in two dimensions. During this step, the assembly positions of the different parts can also be defined. This step can be implemented using the software marketed by the Lectra Company under the designation "Modaris”. Step S20 groups the manikin dressing operations, as already described above.
  • the pieces of clothing after being selected, are placed against the surface of the mannequin, without taking into account their physical parameters. Then takes place the operation of joining the pieces together, then relaxation.
  • a simulation step (S40) can then take place, for example by the finite element method.
  • a simulation method that can be used is described by D. Baraff et al. "Large Steps in Cloth
  • step S50 the operator can then view the garment, analyze the configuration or the overall impression. If something does not satisfy him (a particular piece of clothing is for example ill-suited to a part of the body), it is possible to select a new piece of clothing replacing the previous one, or else to modify the piece of clothing, for example using the applicant's "Modaris" software.
  • the mannequin is again dressed (step S20).
  • the process is then repeated from the step where the parts are pressed against the homologous forms of the mannequin and laid flat.
  • the relaxation process can then be executed again, and will act on the entire garment to bring it to its position of equilibrium on the mannequin. Thus, account can be taken of all possible interactions between the modified part and all the other pieces of clothing. Otherwise, the manufacturing of the garment (step S60) can take place.
  • FIG. 20 is a detailed flowchart representing a dressing method according to the invention.
  • a first step (S21) the flat pattern (two-dimensional representation) and the dummy are selected. It can then be checked (step S22) if there is topological compatibility between the type of garment selected and the corresponding part of the mannequin. For example, it can be checked whether the number of holes in the garment corresponds to that of said part of the mannequin. If there is no compatibility, the manikin can be altered (step S23), for example by merging parts of the manikin or by determining an area deduced from the manikin, as already explained above.
  • Steps S24 (S241-S244), S25 and S26 are carried out for each couple consisting of a piece of clothing and a surface or part of the mannequin. If one is in the case of a partial part, or of a part comprising a clamp, or of a complex part, one of the following steps can be carried out:
  • step S241 fusion of the part with another part - step S242: cutting of complex part
  • step S243 insertion of homologous line on the mannequin
  • step S27 determines the number of points to be matched with points on the mannequin, as well as the flattening of the corresponding surface of the mannequin (step S28) .
  • the contour of the part can then be brought to the contour of the projection of the mannequin (step S29): the mesh is therefore gradually deformed.
  • the garment is therefore gradually deformed.
  • This step S33 completes the positioning of the garment on the mannequin.
  • the garment can then be relaxed (step S34). Then comes the mechanical simulation step (S38), which allows, for a given fabric, to find the right drape, and which eliminates the last deformations. We obtain a realistic image of the garment donned on the mannequin (S39).
  • FIGS. 21 A and 21 B An example of a device, illustrated in FIGS. 21 A and 21 B, will now be given, for implementing the method according to the invention.
  • This device is generally designated by the reference 119.
  • FIG. 21A overall represents a graphics station comprising a microcomputer 120 configured in a suitable manner for the processing, according to a method according to the invention, of models of mannequin and of pieces of clothing, a device 122 of visualization and peripherals of control (for example a keyboard 124 and a mouse 125).
  • the microcomputer 120 includes a calculation section with all the electronic components, software or other, necessary for the simulation of the dressing of a mannequin with pieces of clothing.
  • the system 120 comprises a programmable processor 126, a memory 128 and a peripheral input, for example a hard disk 132, coupled to a system bus 130.
  • the processor can be, for example, a microprocessor, or a processor of central unit or graphics workstation.
  • the memory 128 can be, for example, a hard disk, a ROM read-only memory, a compact optical disk, a dynamic random access memory DRAM or any other type of RAM memory, a magnetic or optical storage element, registers or the like. volatile and / or non-volatile memories.
  • a mannequin dressing algorithm includes instructions which can be stored in the memory, and which make it possible to dress this mannequin with one or more pieces of clothing, in accordance with any one of the embodiments of the present invention.
  • a program for implementing the method according to the invention is resident or recorded on a medium (for example: floppy disk or CD ROM or removable hard disk or magnetic medium) capable of being read by a computer system or by the microcomputer 120.
  • This program concerns a process for dressing, with pieces of clothing, a mannequin represented in three dimensions. It includes instructions for:
  • the microcomputer can comprise calculation means, for calculating for example the projections of the selected parts of the manikin, or also for calculating values of the potential field lines, if these are not already associated beforehand with the selected manikin, or to perform triangulations and their deformations, and / or the operations of applying the garment to the mannequin. These calculation means also make it possible to carry out the energy calculations (traction energy) and the calculations for minimizing these energies during relaxation.
  • the microcomputer 120 can be programmed to generate mannequin shapes, or such shapes can be stored beforehand, for example in memory 128. Likewise, shapes of pieces of clothing can also be stored beforehand. In this case, means are provided which make it possible to select a mannequin and one or more pieces of clothing. These elements may have been obtained by CAD or by automatic generation systems.
  • the microcomputer 120 can also be connected to other peripheral devices, such as for example, printing devices 132. It can be connected to an electronic network, for example of the Internet or Intranet type, making it possible to send messages. data relating to mannequins and / or clothing.
  • the operator can then view the garment, analyze the configuration or the overall impression, and if something does not satisfy him, he can select a new piece of clothing replacing the previous one, or modify a piece of clothing.
  • FIG. 22 Such a device is illustrated in FIG. 22. It comprises means 136 of the cutting table type, on which sheets 138 of material to be cut, for example fabric, can be positioned, means 140 for positioning and moving a cutting tool 150 above this table, and means 142 for piloting or controlling these positioning and cutting means.
  • the steering means are IT means. They may also include means 144 for viewing the piece to be cut, the data of which has been transmitted and / or means for viewing the area of the piece positioned on the cutting table.

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Abstract

L'invention concerne un procédé pour visualiser un vêtement, composé de pièces de vêtement, ayant des lignes de couture, sur un mannequin virtuel. Ce procédé comporte: une étape de dépôt des pièces de vêtement (38, 40) sur la surface du mannequin (32) ou sur une surface déduite de celle du mannequin; la jonction des pièces de vêtement, selon leurs lignes de couture; la relaxation de chaque pièce du vêtement, depuis sa position à la surface du mannequin vers sa position d'équilibre sur le mannequin. L'invention concerne également un dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé.

Description

Procédé et dispositif de simulation et de représentation de l'habillage d'un mannequin.
Domaine technique et art antérieur L'invention concerne le domaine de la simulation de l'habillage d'un mannequin, et trouve notamment application dans les industries de la confection et/ou de la couture.
De plus en plus, les industriels de la confection utilisent des bases de données dans lesquelles les vêtements sont classifiés ou répertoriés en deux dimensions. On cherche donc, à partir des données contenues dans ces bases, à simuler l'habillage d'un mannequin, sans avoir à effectuer une phase de réalisation sur un mannequin classique "réel".
Plus précisément, l'invention décrit un procédé et un dispositif pour la mise en place, sur un mannequin virtuel, d'un vêtement flottant initialement décrit par ses pièces de tissu en deux dimensions. Le problème est de coudre les pièces entre elles dans un espace tridimensionnel (3D) et de placer le vêtement ainsi obtenu, autour du mannequin virtuel, dans une position correcte. Selon un procédé connu, illustré sur la figure 1, on place des pièces de vêtement 2, 4, 6 à assembler, approximativement en face de leur position définitive autour d'un mannequin 8. Puis, on relie les lignes à coudre par des "élastiques" 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22. La simulation du tissu est ensuite réalisée, en "apesanteur". Les pièces se rapprochent les unes des autres et finissent par se stabiliser bord à bord. Il ne reste plus qu'à coudre.
La simulation du rapprochement des pièces selon ce procédé prend beaucoup de temps, car le calcul du comportement physique d'un tissu moyennement rigide, comme le coton, implique l'utilisation d'algorithmes d'intégration d'équations différentielles de type Euler, ou Runge-Kutta, avec un pas de temps nettement inférieur à la demi- période d'oscillation entretenue la plus courte de l'équation différentielle (dépasser ce pas de temps implique une augmentation exponentielle des erreurs, et donc le tissu explose). Pour un maillage raisonnable des pièces (triangles de taille centimétrique), une masse surfacique M d'environ 0,2 kg/m2, une raideur k en chaîne/trame d'environ 1000 N/m, on est contraint d'adopter un pas de temps de 0,1 milliseconde. On obtient donc une fréquence d'environ
Figure imgf000003_0001
D'autres méthodes de résolution d'équations différentielles, dites méthodes implicites, permettent de dépasser ce pas de temps, mais le coût de leur mise en œuvre est supérieur au gain obtenu, du fait de la non-linéarité des équations et des calculs relatifs aux collisions.
Or, un vêtement classique (une chemise) représente environ 1 ,5 m2 de tissu. Avec un maillage moyen de 1 cm2, on obtient un maillage de ce vêtement d'environ 15000 éléments. Chaque étape du calcul demande la mesure des forces s'appliquant sur chaque élément, et donc au minimum quatre mesures de la distance le séparant des voisins (chaîne, trame et cisaillements), ce qui. en 3D, représente 12 soustractions, 12 multiplications, et surtout 4 extractions de racines carrées. On est donc amené à faire environ 60000 racines carrées, et 180000 multiplications, au minimum, à chaque pas de temps.
Curieusement, et malencontreusement, l'ajout de viscosités de l'ordre des viscosités critiques oblige à diminuer encore le pas de temps. On ne peut donc espérer dissiper très vite l'énergie cinétique de rapprochement. Une vitesse de rapprochement très élevée (due à des élastiques très raides) entraîne des plissements et des étirements, et peut aussi contraindre à réduire le pas de temps. On ne peut donc probablement pas espérer joindre les pièces en moins d'1 seconde de temps simulé, soit 10000 étapes de calcul. On obtient un total de 1 ,8 milliard de multiplications, et 600 millions d'extractions de racines carrées. Il faut en outre ajouter le temps de gestion des collisions tissu/tissu et tissu/mannequin.
Diverses optimisations sont possibles, mais le temps total de calcul reste imposant (des dizaines de minutes sur un microprocesseur "Pentium 2"). Le document US - 5 615 318 décrit un procédé dans lequel une forme tridimensionnelle est d'abord réalisée en assemblant les pièces de vêtement. Puis des sections d'un modèle standard de mannequin sont dilatées jusqu'à ce que certaines de ces sections dilatées correspondent à des sections de la forme 3D, et en laissant des espaces entre le mannequin et le vêtement au niveau des autres sections. Le calcul de la dilatation est assez complexe. Il nécessite de repérer des points caractéristiques correspondants sur le mannequin et sur les pièces de chaque vêtement, et de calculer des longueurs d'arcs caractéristiques passant par certains de ces points caractéristiques. Les arcs caractéristiques passent par exemple par le cou, les épaules, ou le buste. Un facteur de dilatation est déduit pour chacun de ces arcs.
La complexité des calculs et la longueur des temps de calcul pénalisent également toute réalisation des pièces par découpe dans un tissu ou un matériau.
Exposé de l'invention.
L'invention a pour objet un procédé pour visualiser un vêtement composé de pièces de vêtement sur un mannequin virtuel, ou sur une représentation d'un mannequin ou d'un modèle de mannequin, ou pour habiller, avec des pièces de vêtement, un mannequin virtuel ou un modèle de mannequin représenté en trois dimensions, ce procédé comportant :
- le dépôt des pièces de vêtement à la surface du mannequin,
- la jonction des pièces de vêtement selon leurs lignes de couture,
- et la relaxation des pièces de vêtement, depuis leur position à la surface du mannequin vers leur position d'équilibre sur le mannequin.
La pièce de vêtement et le modèle de mannequin peuvent être représentés par des données mémorisées dans une mémoire d'un ordinateur.
Selon l'invention, les pièces sont d'abord "peintes" à la surface du mannequin, de façon jointive, sans respect de la géométrie ou du comportement physique du tissu. En d'autres termes, les pièces sont plaquées contre le mannequin. Pour cette étape, les pièces sont déformées de manière continue, sans déchirement ni intersection. Elle sont ensuite "cousues", par proximité géométrique. Enfin, l'énergie de compression du tissu est minimisée : le tissu est relaxé, ou "regonflé". Il passe d'un état où cette énergie de compression est importante à un état où elle est réduite à une valeur compatible avec la position du vêtement sur le mannequin. La forme 3D obtenue est alors prête pour la simulation de drapé du tissu.
Le procédé selon l'invention présente un temps de calcul réduit par rapport aux méthodes utilisant la simulation du tissu pour effectuer le montage, la couture et l'enfilage du vêtement, en respectant à tout instant les dimensions et les efforts dans le tissu.
L'invention évite les étapes préalables de simulation du tissu, puis de rapprochement du tissu sur le corps ou le mannequin. Elle évite en particulier les calculs du comportement physique du tissu, avant assemblage. Elle permet de résoudre les problèmes de temps de calcul, en supprimant les contraintes physiques liées à la simulation du tissu et au rapprochement du tissu, et en réalisant ou en simulant directement les coutures (jonction des pièces du vêtement).
Plus précisément, le procédé selon l'invention permet de s'abstraire temporairement du respect de la géométrie (respect des longueurs, des angles du tissu) pour ne garder que les relations de continuité classiques en topologie : elle ne met en œuvre que des déformations continues.
Enfin, l'invention permet d'éviter les calculs complexes de dilatation qui impliquent une déformation du mannequin : en particulier, la relaxation met en œuvre une déformation du vêtement, mais pas du mannequin.
Selon un aspect particulier de l'invention, le dépôt des pièces de vêtement à la surface du mannequin comporte l'établissement d'une relation point à point, ou bijective et continue, entre la pièce, ou une partie de cette pièce, ou des points représentatifs d'une telle partie, et une portion correspondante de la surface du mannequin, ou des points d'une telle portion.
Cette relation permet d'appliquer, ou de plaquer, la pièce de vêtement contre le mannequin.
L'étape de relaxation peut ensuite comporter:
- la subdivision de la pièce de vêtement en un premier ensemble de parties,
- la déformation de cet ensemble de parties, en minimisant une fonction d'énergie, qui peut être l'énergie de traction.
Elle peut comporter, en outre : - la subdivision de la pièce de vêtement en un deuxième ensemble de parties, plus petites que les parties du premier ensemble,
- la déformation de ce deuxième ensemble de parties, en minimisant une fonction d'énergie, qui peut être là encore l'énergie de traction.
Les déformations peuvent être choisies de façon à respecter les relations topologiques du volume euclidien. Le résultat de ce choix est que le calcul des collisions du tissu devient inutile.
Une telle déformation peut par exemple comporter : - un déplacement le long de lignes de champ issues du mannequin,
- un déplacement le long de la surface du tissu, dans les autres directions.
L'invention a également pour objet un procédé pour réaliser des pièces de vêtement, comportant:
- la visualisation préalable du vêtement sur un mannequin virtuel, selon un procédé tel que décrit ci-dessus,
- la réalisation des pièces du vêtement. La visualisation peut avoir lieu en un lieu distinct du lieu de réalisation physique des pièces de vêtement, les données sur les pièces de vêtement visualisées étant transférées, après visualisation ou simulation, sur le lieu de réalisation des pièces de vêtement.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
Ainsi l'invention concerne également un dispositif pour visualiser des pièces de vêtement sur un mannequin, comportant:
- des moyens de calcul, ou des moyens spécifiquement programmés, pour:
- réaliser le dépôt de la pièce de vêtement sur la surface du mannequin ou sur une surface déduite de celle du mannequin,
- joindre les pièces de vêtement selon leurs lignes de couture,
- réaliser une relaxation des pièces du vêtement, depuis leur position à la surface du mannequin vers leur position d'équilibre sur le mannequin, et - des moyens pour visualiser le mannequin avec les pièces de vêtement sur le mannequin.
En outre, il est possible de visualiser préalablement le mannequin sélectionné et/ou les pièces de vêtement sélectionnées. Ce dispositif peut comporter en outre des moyens pour modifier une pièce de vêtement sélectionnée ou pour remplacer une pièce de vêtement par une autre pièce de vêtement.
L'invention a également pour objet un dispositif pour réaliser des pièces de vêtement, comportant :
- un dispositif de visualisation selon l'invention, tel que ci- dessus,
- des moyens pour réaliser la découpe de pièces de vêtement, - des moyens de transmission de données entre le dispositif de visualisation et les moyens pour réaliser la découpe des pièces de vêtement.
Les moyens pour réaliser la découpe des pièces de vêtement peuvent être commandés par un microordinateur, les moyens de transmission de données reliant alors le dispositif de visualisation et le microordinateur.
Les moyens de transmission de données peuvent par exemple faire partie d'un réseau de communication.
Brève description des figures
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre un procédé de simulation d'assemblage selon l'art antérieur ;
- les figures 2 à 6 sont des exemples d'étapes d'application de pièces de vêtement à un mannequin, dans le cadre d'un procédé selon l'invention ; - la figure 7 illustre une étape d'insertion d'une ligne homologue sur un mannequin ; - la figure 8 représente schématiquement une portion d'un mannequin et un système de repérage en coordonnées elliptiques ;
- les figures 9A et 9B représentent schématiquement, respectivement, des lignes caractéristiques d'une partie d'un mannequin et une partie d'un mannequin, topologiquement homologue à une pièce de vêtement ;
- la figure 10 représente la partie de mannequin de la figure 9B, en développement dans un plan ;
- la figure 11 représente une triangulation d'une pièce de vêtement ;
- la figure 12 représente des étapes d'un procédé pour plaquer une pièce de vêtement contre le mannequin ;
- la figure 13 représente schématiquement un procédé économique en déplacement pour rétablir les longueurs d'une chaîne de droites comprimée ;
- la figure 14 représente des étapes d'un procédé de relaxation selon l'invention ;
- les figures 15A et 15B représentent un noeud de maillage entouré de triangles ; - la figure 16 représente un polygone, dans un ensemble de triangles, ce polygone contenant tous les points qui voient les contours extérieurs de tous les triangles ;
- les figures 17A et 17B représentent le déplacement d'un point de maillage triangulaire évitant les problèmes de retournement ; - la figure 18 représente la zone de déplacement d'un point de maillage triangulaire, compatible avec la condition de non-retournement ;
- la figure 19 représente schématiquement un procédé général d'habillage de mannequin, de simulation et d'analyse de "portabilité" selon l'invention ; - la figure 20 représente les étapes d'un procédé d'habillage de mannequin selon l'invention ;
- les figures 21 A et 21 B représentent un dispositif pour la mise en œuvre de l'invention, et
- la figure 22 représente un dispositif de découpe, couplé à un dispositif de simulation et de visualisation selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Dans la suite, on appelle "mannequin" une représentation informatique du volume (ou de la partie utile du volume) d'un mannequin de confection ou d'un corps humain. Pour les besoins de l'explication, le volume sera supposé décrit par sa surface externe, elle-même décrite comme un maillage triangulaire, les sommets des triangles du maillage étant des points de cette surface externe. D'autres représentations sont possibles (surface extérieure paramétrique, ou encore, volume défini par des voxels (petits éléments de volume)). Le mannequin peut donc être représenté par des données mémorisées dans une mémoire d'un ordinateur ou d'un système informatique, ces données correspondant par exemple à un maillage triangulaire, ou à une surface extérieure paramétrique, ou à ces voxels.
Divers types de mannequins peuvent être définis, en fonction de différents paramètres, par exemple l'âge et/ou le sexe de la personne que le mannequin représente. Il est possible de prévoir divers types de mannequin, et de faire une sélection d'un type de mannequin particulier. En particulier, une base de données "mannequins" peut être initialement définie, dans laquelle un utilisateur peut sélectionner un mannequin particulier, en fonction des besoins. Une telle base de données peut être préalablement mémorisée dans un système informatique, comme décrit plus loin dans ce texte.
Le brevet US-5 850 222 décrit une modélisation de mannequin, utilisable dans le cadre de la présente invention. Le "vêtement" signifie la représentation informatique des pièces bidimensionnelles (2D) d'un vêtement, par leurs lignes de fini et leur découpe. Le fini d'une pièce est l'ensemble des lignes délimitant la partie apparente de la pièce une fois montée. Le fini contient les lignes de couture, les limites visibles des ourlets et les lignes de pli ou de pince. Le fini est associé à une notion implicite d'intérieur. La partie de tissu extérieure au fini (c'est-à-dire entre le fini et la découpe) est appelée la valeur de couture. Les pièces sont supposées décrites avec l'axe x correspondant au sens de chaîne du tissu (le "droit fil"), là où elles doivent être découpées. Le vêtement peut donc être représenté par des données mémorisées dans une mémoire d'un ordinateur ou d'un système informatique, ces données correspondant par exemple aux lignes de fini et de découpe.
Là encore, divers types de vêtements peuvent être définis, en fonction de différents paramètres, par exemple l'âge et/ou le sexe de la personne à laquelle le vêtement est destiné. Il est possible de prévoir divers types de vêtements, et de faire une sélection d'un type de vêtement particulier. En particulier, une base de données "vêtements" peut être initialement définie, dans laquelle un utilisateur peut sélectionner un vêtement particulier, en fonction des besoins. Une telle base de données peut aussi être préalablement mémorisée dans un système informatique, comme décrit plus loin dans ce texte.
Une étape préliminaire d'un procédé selon l'invention peut donc consister en la sélection et/ou la visualisation d'un type de mannequin et d'un type de vêtement particuliers. D'une manière générale, on procède, selon l'invention, à une première étape de dépôt des pièces du vêtement à la surface, ou contre la surface, du mannequin. Mais on ne tient pas compte, pour cette étape, du respect de la géométrie ou du comportement physique du tissu. On ne prend en compte que les relations de continuité, classiques en topologie ; par exemple, les déformations sont réalisées de manière continue, sans déchirement ni intersection.
Selon un exemple, illustré en figure 2, on applique une pièce 30, dite "demi-devant", à la surface correspondante du buste 32 d'un mannequin. II est possible, dans le cas de pièces partielles, et comme illustré sur la figure 3, de fusionner préalablement des morceaux 34, 36 (ou les données mémorisées ou les ensembles de données mémorisées correspondants, représentatifs de ces morceaux) pour obtenir une pièce 30 (ou les données représentatives d'une telle pièce) à appliquer à la partie 32 du mannequin. Chacun des morceaux 34, 36 peut faire initialement partie de la base de données utilisée par le confectionneur.
Il est également possible, comme illustré sur la figure 4, dans le cas d'une pièce de vêtement 38 comportant une ou plusieurs pince(s) 40, de refermer celle(s)-ci préalablement à l'application ou au dépôt de la pièce sur le mannequin. Cette fermeture des pinces ne nécessite pas de respecter les longueurs de la pièce. Elle se fait sur les données qui représentent la pièce de vêtement.
Dans certains cas de pièces atypiques ou complexes, il est préférable de sectionner la pièce (ou les données qui représentent la pièce) en sous-pièces de forme plus classique, de manière à simplifier l'étape de dépôt ou d'application de la pièce à la surface du mannequin. Ainsi, la figure 5 représente une pièce 40 de forme initialement complexe, comportant les parties avant et arrière d'une même demi-pièce. Un découpage permet d'en isoler la partie avant 30 qui est ensuite appliquée au mannequin 32. Là encore, un découpage correspondant des données représentatives de la pièce 40 est réalisé.
Dans certains cas, selon le type de vêtement ou de pièce, on appliquera celui-ci ou celle-ci, non pas directement à la surface initiale du mannequin, mais à une surface déduite du mannequin ou déduite de la surface externe qui définit le mannequin.
Ce résultat peut être obtenu en calculant l'enveloppe convexe de la surface utile du mannequin ou de la partie considérée du mannequin. Dans le cas d'une surface utile comportant deux parties séparées du mannequin, on peut aussi calculer la surface résultant de l'accumulation de polygones convexes de sections choisies, par exemple horizontales, des deux parties considérées du mannequin.
Par exemple, comme illustré sur la figure 6, dans le cas d'une jupe 44 (ou d'une robe, etc.), le vêtement ne correspond plus topologiquement à la surface du mannequin 48 : la surface de la jupe, une fois celle-ci appliquée en trois dimensions, présente deux trous 43, 45, tandis que la surface utile du mannequin (réduite aux jambes et au bassin) présente trois trous 47, 49, 51. On corrige donc la surface du mannequin en comblant l'espace entre les deux jambes. La méthode la plus simple est d'utiliser un mannequin présentant déjà cette propriété. On peut aussi obtenir automatiquement ce résultat en calculant l'enveloppe convexe de la surface utile du mannequin ou, plus simplement encore (du point de vue du temps de calcul), en calculant la surface résultant de l'accumulation des polygones convexes de sections horizontales des jambes. Ainsi, la figure 6 représente l'application d'un panneau 44 de jupe à une surface 46 déduite du mannequin 48. Le résultat est équivalent à introduire les deux jambes dans un fourreau.
Le choix entre les différentes techniques, exposées ci-dessus en liaison avec les figures 2 à 6, sera effectué grâce à la connaissance du type de vêtement, du type de pièce et de points et/ou de lignes caractéristiques des pièces.
Là encore, toutes les transformations et calculs se font sur les données représentatives des mannequins et/ou du vêtement. Pour réaliser l'étape d'application de la pièce au mannequin,
(ou contre le mannequin) on peut définir une relation point à point entre ladite pièce et la surface du mannequin ou entre les ensembles de données représentatives, respectivement, de la pièce et de la surface du mannequin. Cette relation respecte les relations de continuité classiques de la topologie.
Ainsi, chaque point de la surface du mannequin ou (dans le cas décrit ci-dessus en liaison avec la figure 6) de la surface déduite du mannequin, est associé à un et un seul point du vêtement ou de la pièce de vêtement à appliquer. Plus généralement, on peut définir des relations bijectives et continues (homologies) entre les pièces 2D du vêtement ( ou les données représentatives correspondantes) et des portions de surfaces du mannequin ou des portions de surface simplement déduites du mannequin (ou les données représentatives correspondantes). Les exemples donnés ci-dessus, en relation avec les figures 2 à 6 peuvent donc être décrits en termes de relation continue biunivoque, ou point à point, ou en termes de bijection continue, c'est-à-dire d'homologie.
La figure 2 correspond alors à une homologie entre une pièce demi-devant et la surface correspondante du mannequin, et la figure 6 à une homologie entre un panneau de jupe et une surface déduite du mannequin. Dans le cas de la figure 5, le fait de découper préalablement la pièce complexe permet de simplifier le calcul de l'homologie.
D'une manière plus générale, on peut définir des relations topologiques entre le vêtement et le mannequin (ou le corps) qu'il habille, ou entre les données représentatives de ce vêtement et de ce mannequin ou de ce corps, relations exprimées par des surfaces et/ou des courbes et/ou des points homologues.
Ainsi, selon un autre exemple, illustré sur la figure 7, dans le cas d'une pièce partielle 50, on peut construire sur le mannequin 32 une, ou des, ligne(s) frontière 52 homologue(s) à la, ou aux, ligne(s) non classique(s) 53 de la pièce 50.
On décrit plus loin un procédé pour établir une telle correspondance ou relation homologique.
Par ailleurs, on pratique un maillage du vêtement ou de la pièce 2D, ou des données représentatives correspondantes, apte à supporter la simulation du tissu, par exemple un maillage triangulaire.
A l'aide de l'homologie et des normales à la surface du mannequin, on reporte ensuite, couche par couche (doublure, drap, poches), le maillage des pièces sur la surface 3D du mannequin. Les pièces sont alors plaquées contre la surface du mannequin, de manière irréaliste. Il est possible d' ajouter une épaisseur faible entre des couches successives, afin de mettre les pièces dans l'ordre où elles se présenteront en fin de procédé.
On effectue ensuite les coutures (ou les recollages) entre les maillages des pièces à l'aide des lignes 3D et de la contiguïté géométrique des maillages.
Le vêtement est alors topologiquement complet, cousu et enfilé sur le mannequin. Par contre, il est généralement extrêmement comprimé et déformé (il peut être par exemple étiré par endroits) et ceci de façon irréalisable physiquement. Ceci est normal puisque le vêtement est plaqué contre le mannequin ; en effet, comme déjà expliqué ci- dessus, les étapes initiales du procédé selon l'invention ne tiennent pas compte du respect de l'aspect mécanique et/ou géométrique du matériau constitutif du vêtement. D'ailleurs, pour une forme donnée de pièce de vêtement, le résultat de ce "plaquage" est le même quelle que soit la longueur ou la taille de ladite pièce de vêtement.
Une méthode va maintenant être décrite, qui permet de bâtir une homologie entre le mannequin et une pièce de vêtement. Le mannequin est tout d'abord séparé en différentes parties simples : - tronc et bassin
- jambes (ou haut et bas de la jambe)
- bras (ou avant et arrière-bras).
Si une pièce couvre plusieurs de ces parties, la pièce est coupée aussi selon une ligne homologue, comme déjà décrit ci-dessus en liaison avec la figure 5.
Comme illustré sur la figure 8, les parties du mannequin sont décrites en coordonnées elliptiques. Pour chaque partie, on choisit l'axe AA' le plus adapté: dans le cas de l'exemple de la figure 8 (tronc du mannequin), on choisit par exemple un axe passant d'une part par le centre de symétrie d'une première section Si (passant par le cou) et d'autre part par le centre de symétrie d'une seconde section S2, ici une section abdominale. Chaque point M est donc décrit par un ensemble de coordonnées r, p, θ, où r désigne la distance du point M au centre O du repère de coordonnées, p et θ permettent de repérer le point M respectivement par rapport à un plan horizontal et à un plan vertical de référence.
Il se peut que, pour certaines surfaces, il existe un couple (p,θ) correspondant à plusieurs valeurs de r. Cela signifie qu'il existe, selon une certaine direction, plusieurs "niveaux" de surface du mannequin, à différentes distances du centre O. Dans ce cas, on peut modifier le volume du mannequin en ne retenant que le(s) point(s) pour le(s)quel(s) r est maximum. On a d'ailleurs déjà décrit ci-dessus un autre exemple de modification de la surface du mannequin (figure 6). C'est la surface modifiée ou, dans le cas exposé ici, la surface définie par les points de coordonnée r maximum, qui définit la surface à partir de laquelle l'homologie sera établie.
On isole ensuite du volume une partie topologiquement homologue à la pièce, en utilisant les lignes caractéristiques du mannequin. Ces lignes caractéristiques définissent des surfaces du mannequin pouvant être mises à plat.
Des exemples de telles lignes Li (i = 1 ,2, ...31) sont données, pour le haut d'un mannequin, sur la figure 9A:
- L1 , L3 : lignes définissant l'emmanchure droite - L2, L4 : lignes définissant l'emmanchure gauche
- L5 : ligne définissant l'épaule droite - L6 : ligne définissant l'épaule gauche
- L7 : ligne définissant le côté droit
- L8 : ligne définissant le côté gauche
- L9, L11 , L12 : lignes définissant la taille - L10 : ligne définissant le milieu, devant
- L13, L14, L15 : lignes définissant le cou
- L16, L18 : lignes définissant le poignet droit
- L17, L19 : lignes définissant le poignet gauche
- L20, L22 : lignes définissant le coude droit - L21 , L23 : lignes définissant le coude gauche
- L24, L26 : lignes définissant l'avant bras droit
- L25, L27 : lignes définissant l'avant bras gauche
- L28, L30 : lignes définissant l'arrière bras droit
- L29, L31 : lignes définissant l'arrière bras gauche La figure 9B représente la partie supérieure avant d'un mannequin, découpée suivant certaines lignes caractéristiques.
On projette ensuite (figure 10), sur le plan (p,θ), cette partie homologue (ou les données représentatives de cette partie). Cette opération ainsi que le contour obtenu s'appellent la "projection" de la pièce sur le mannequin. Les données relatives à cette projection sont mémorisées.
Cette projection est en bijection avec la surface (corrigée par le maximum de rayon) du mannequin.
En fait est donc préalablement réalisée une projection, sur un plan, de la zone sélectionnée du mannequin. Ainsi est établie une première bijection entre la surface (en 3D) du mannequin (ou les données représentatives de cette surface) et sa projection sur un plan.
Par ailleurs, comme illustré sur la figure 11 , à partir de la forme de la pièce, on bâtit une triangulation, en maintenant le même nombre de points sur les parties du contour cousues avec d'autres pièces.
On va alors déformer progressivement la triangulation (le "mesh") de la pièce pour l'amener à coïncider avec sa projection, en évitant tout retournement de triangles. On décrit plus loin le déplacement d'un point de maillage triangulaire, sans retournement. L'algorithme de déformation utilisé consiste, à chaque étape, à d'abord déplacer les points du contour vers une nouvelle position se rapprochant du contour désiré, et ceci en respectant la contrainte de non-retournement des triangles, tout en s'assurant que le nouveau contour reste un polygone simple, c'est-à-dire ne s'auto-intersecte pas. Il existe en effet deux possibilités, pour les triangles, d'être superposés : par retournement d'un triangle, ou dans le cas d'un polygone complexe. Ensuite, tous les autres points de la triangulation sont déplacés à l'emplacement de la moyenne des points qui les entourent, en respectant la contrainte de non-retournement des triangles. Pour chaque point, est calculé le barycentre de ses voisins, et ce point suit donc ce barycentre. La déformation du maillage triangulaire repose donc sur des effets de déplacements moyens.
Dans la pratique, les contours initiaux et finaux sont suffisamment semblables pour qu'il soit souvent inutile de respecter la contrainte "polygone simple". Il suffit que la triangulation initiale soit réduite, par un facteur d'échelle, à tenir à l'intérieur de sa projection. On peut ensuite aller en ligne droite, pas à pas, du contour du mesh au point correspondant de la projection. On obtient donc une projection réversible de chaque point de la pièce sur un point du mannequin. Les données concernant cette projection sont mémorisées. Pratiquement, on mémorise les correspondances des sommets des triangles avec des points de la projection du mannequin. On obtient, par ailleurs, les lignes à coudre (dont les données correspondantes sont elles aussi mémorisées).
Une application de cette projection permet de mettre en place les pièces à la surface du mannequin.
En effet, selon l'invention, deux bijections sont successivement réalisées: - une première bijection, entre le mannequin ou une partie de celui-ci, défini(e) en trois dimensions, et une projection de ce mannequin ou de cette partie, en deux dimensions,
- une seconde bijection, entre la projection du mannequin et la, ou les, pièce(s) correspondante(s) de vêtement, qui a (ont) une représentation bidimensionnelle. A l'aide des données mémorisées concernant ces opérations, une combinaison de ces deux bijections permet de plaquer le vêtement (ou sa couche la plus interne) contre la surface du mannequin, ou encore de déposer les pièces de vêtement à la surface du mannequin, puisque chaque point de la pièce de vêtement considérée est en correspondance avec un point de la surface du mannequin.
Les couches, constituant le vêtement (doublure, toile, col...), sont placées en 3D par couches successives, séparées par une épaisseur suffisamment faible pour préserver la bijectivité. Cette épaisseur est liée au rayon de courbure minimum de la surface du mannequin.
Plus précisément, pour chaque portion du mannequin, l'épaisseur séparant deux couches successives est choisie très petite devant le rayon de courbure de ladite portion du mannequin, et la somme des épaisseurs successives est inférieure à ce même rayon de courbure. La couche la plus interne est de préférence plaquée contre le mannequin ; autrement dit, l'épaisseur séparant cette couche interne de la surface du mannequin est nulle.
On réalise ensuite les coutures, ou la jonction des pièces de vêtement selon leurs lignes de couture, c'est-à-dire la fusion des points et des côtés appartenant aux bords cousus (la bijectivité permet de les retrouver). Cette opération est réalisée sur les données représentatives des pièces à l'issue de l'étape de mise en place à la surface du mannequin. La figure 12 résume les opérations de plaquage d'un vêtement contre le mannequin qui sont en fait réalisées sur les données représentatives des pièces de vêtement et du mannequin.
Dans une première étape (S26), on isole du volume du mannequin une partie topologiquement homologue à la pièce. Puis (étape S28) cette partie est projetée en deux dimensions, sur un plan.
La triangulation de la pièce de vêtement, obtenue préalablement ou simultanément aux opérations précédentes, est ensuite déformée (étape S29). Les données obtenues lors de ces deux dernières étapes peuvent être mémorisées. On reporte ensuite (étape S30) les différentes couches de vêtement contre la surface du mannequin.
Enfin, les coutures sont réalisées (jonction des pièces de vêtement (ou de leurs données représentatives) selon leurs lignes de couture: étape S31).
Le vêtement est alors prêt pour la relaxation. Le but de la relaxation est de ramener chaque pièce de vêtement vers son état d'équilibre. Plus précisément, l'état énergétique du tissu, initialement très élevé en raison du traitement topologique expliqué ci-dessus, est ramené vers une valeur proche du minimum, compatible avec le lancement de la simulation du matériau. Différents algorithmes sont possibles. On peut utiliser un modèle plus ou moins simplifié et/ou réaliste de simulation du tissu (gérant les collisions), par introduction directe dans un tel modèle. La comparaison des différentes caractéristiques des tissus montre que (en général) le facteur énergétique dominant (pour un déplacement quelconque) est la résistance à la traction. Cette dernière est généralement au moins 100 fois plus grande que la résistance au cisaillement, et encore plus grande face à la résistance à la courbure, pour des courbures typiques. La résistance à la courbure devient non négligeable si l'on essaie de plier à angle vif le tissu.
La méthode la plus économique en déplacement pour rétablir les longueurs d'une chaîne de droites comprimée (la compression est le cas général) consiste, comme illustré sur la figure 13, à "froisser" la ligne.
C'est ce qui est classiquement réalisé, par exemple dans le cadre des algorithmes déplaçant chaque point pour rétablir les distances avec ses voisins. Mais, des problèmes se posent alors, liés à l'obtention de courbures trop importantes. De plus, les plis obtenus sont alors une fonction directe du pas de maillage, et ne sont donc pas des paramètres physiques. Enfin, les algorithmes rapides d'anti-collision ont des temps de calcul généralement très liés à la régularité des surfaces à traiter.
L'introduction, dans l'algorithme, d'une résistance à la courbure pour lutter contre le froissement a pour conséquence des calculs alourdis; de plus, la résistance à la courbure doit être alors exagérée (relativement à celle du tissu), et ceci risque d'amener à une solution bloquée (minimum local), où de fortes résistances à la traction subsistent, compensées par de fortes résistances à la courbure.
Selon l'invention, on peut aussi traiter le problème à partir des grandes surfaces, puis "descendre" vers les petites surfaces. Par exemple, on "déforme" de façon homogène tout d'abord tout le vêtement, de préférence en recherchant un minimum d'énergie de traction (on donne plus loin les exemples de calcul de l'énergie). On déforme ensuite un ensemble de grandes sous-parties du vêtement, puis des ensembles de parties de plus en plus petites... etc. La taille d'une partie peut être définie en fonction du nombre de triangles qu'elle contient : ainsi, le nombre moyen de triangles de chaque partie du premier ensemble est choisi plus grand que le nombre moyen de triangles de chaque partie de l'ensemble suivant, et ce deuxième nombre est lui-même plus grand que le nombre moyen des triangles de chaque partie d'un troisième ensemble...etc. Le froissement est évité en utilisant des déformations "douces" de l'espace, c'est-à-dire de préférence continues, dérivables et de préférence encore dont la dérivée est continue (fonction C2, d'un point de vue mathématique).
Cette technique présente l'avantage suivant. La déformation choisie est une déformation (continue et dérivable) de l'espace, au lieu simplement d'une déformation du tissu. On déplace donc chaque point en fonction de sa position dans l'espace, et non pas en fonction de sa position par rapport à ses voisins. Les déformations peuvent alors être choisies de façon à respecter les relations topologiques du volume euclidien. Le résultat de ce choix est que le calcul des collisions du tissu devient inutile : la doublure ne peut plus traverser la toile, la manche ne peut plus toucher le petit côté, le vêtement ne peut pas pénétrer le mannequin... etc. La triangulation est de préférence choisie suffisamment dense pour que la déformation de l'espace autour d'un triangle élémentaire puisse être considérée comme linéaire.
Les calculs sont réalisés sur les données représentatives des pièces de vêtement.
Le mannequin reste, lui, indéformé.
Pour obtenir une déformation satisfaisant aux critères ci- dessus, il suffit de se déplacer, dans un sens, le long de lignes de champ (au sens de champ de potentiel) issues du mannequin, et, dans les deux autres directions, le long de la surface même du tissu à l'instant considéré, en évitant, dans ce repère local au tissu, tout retournement de triangle. Au bord du tissu (où la surface n'est pas définie), il suffit de rester sur la même équipotentielle. Pour éviter le déshabillage dans le cas d'un mannequin trop simple (c'est le cas notamment d'un tronc sans les bras), on peut par exemple induire une faible tendance à descendre. Le coût de calcul d'un champ de potentiel est élevé, mais le résultat ne dépend que du mannequin (et du type de champ choisi). Il suffit alors de stocker, ou de mémoriser, ces lignes de champ avec le mannequin. Les lignes finissent rapidement par être des droites fuyantes, ce qui évite de les calculer ou de les stocker sur une grande longueur.
Le calcul d'un champ de potentiel est donné dans l'ouvrage intitulé "Introduction to Implicit Surfaces", édité par J. Bloomenthal et al., Morgan Kaufmann Publishers, The Morgan Kaufmann Séries in Computer Graphics and Géométrie Modeling, 1997.
On choisit une fonction de déformation le long de chaque ligne de champ. Cette fonction est optimisée selon un critère de minimisation de l'énergie. La subdivision de la partie de vêtement (ou des données correspondantes) à traiter peut consister à isoler des zones connexes globalement comprimées ou étirées. Un découpage connexe arbitraire fonctionne aussi bien, au prix d'une légère dégradation des performances. Le résultat souhaité est alors atteint : le vêtement est cousu, enfilé sur le mannequin, et il ne subit que des contraintes faibles, compatibles avec le lancement d'une simulation réaliste du tissu.
L'énergie de traction de chaque pièce est calculée par rapport à la position initiale de cette pièce, en deux dimensions. Par exemple, on calcule, pour chaque triangle de la triangulation de la pièce considérée, la variation d'énergie depuis la position initiale du triangle, et on fait ensuite la somme des variations d'énergie de tous les triangles.
Pour chaque triangle, on peut prendre, en tant que mesure de l'énergie, la variation de la longueur d'un de ses côté ou la variation de son périmètre. Pour chaque triangle, on peut aussi calculer l'énergie en fonction de sa position en 3D (sur le mannequin), de sa position de repos dans le plan, et d'une valeur de la raideur K du tissu.
On donne ci-dessous un exemple de module de calcul de l'énergie, pour chaque triangle, en langage C++.
// début du module de calcul de l'énergie struct coord
{ float UV [2] : // coordonnées du triangle dans le plan float XYZ[3] : // coordonnées du triangle en 3D
};
//La fonction Energie renvoie la valeur d'énergie d'un triangle //déformé en 3D en fonction de sa position à un instant t en //3D, de sa position de repos dans le plan, et d'une valeur de //raideur K. Les unités sont homogènes.
//les paramètres sont : //K : la rigidité //a, b, c : les trois point du triangle float Energie (float K, const coord* a, const coord* b, const coord* c)
{ float Uba, Uca, Vba, Vca, surf ; float dX, dY, dZ ; float norm, E ;
Uba = b->UV[0] - a->UV[0] ;
Uca = c->UV[0] - a->UV[0] ;
Vba = b->UV[1] - a->UV[1] ;
Vca = c->UV[1] - a->UV[1] ; surf = Vca * Uba - Vba * Uca ; dX = (Vca * (b->XYZ[0] - a->XYZ[0]) - Vba(c->XYZ[0] - a->XYZ[0]))/surf ; dY = (Vca * (b->XYZ[1] - a->XYZ[1]) - Vba(c->XYZ[1] - a->XYZ[1]))/surf ; dZ = (Vca * (b->XYZ[2] - a->XYZ[2]) - Vba(c->XYZ[2] - a->XYZ[2]))/surf ; norm = sqrtf(dX*dX + dY*dY + dZ*dZ) - 1.Of ; E = K * surf * norm * norm/4 ; return E ;
}
// fin du module de calcul de l'énergie
La figure 14 représente des étapes d'un procédé de relaxation selon l'invention. Là encore, ces étapes sont réalisées sur les données mémorisées de vêtement.
Un premier ensemble de parties est défini en fonction de sa taille (étape 340).
Une fonction de déformation est ensuite choisie pour chaque ligne de champ (étape S341). Cette fonction est optimisée en fonction d'un critère de minimisation de l'énergie (étape S342). La fonction énergie a bien sûr été préalablement définie.
Une fois l'optimisation obtenue, on définit un autre sous- ensemble de parties, plus petites (étape S344) et une fonction de déformation est de nouveau choisie en fonction des lignes de champ, et est optimisée. L'algorithme s'arrête lorsque l'opérateur juge le résultat satisfaisant, ou après un nombre d'itérations prédéterminé (étape S343). La question du déplacement d'un point de maillage triangulaire, sans retournement, va maintenant être traitée. Le problème posé va être expliqué en liaison avec les figures
15A et 15B. Soit un noeud No de maillage, entouré de triangles. On désire déplacer No sans induire de "retournement", comme il s'en produit un sur la figure 15B.
On calcule donc d'abord (figure 16) le polygone (convexe) contenant tous les points P tels que P "voie" le contour extérieur des triangles. Il s'agit de l'intersection (hachurée sur la figure 16) des 1/2 plans définis par tous les côtés du contour. Cette intersection n'est pas vide, puisque le noeud No d'origine respecte la contrainte. On note que, si le contour est convexe, aucun calcul n'est nécessaire, tout point à l'intérieur de contour étant alors un point P. Le résultat est un polygone convexe. On peut alors calculer un point final intermédiaire No', respectant le sens des triangles, comme illustré sur la figure 17A. La figure 17B représente le polygone obtenu.
Le problème est le même pour un point au bord (c'est-à-dire non entièrement entouré de triangles), à ceci près que le convexe obtenu peut être ouvert, comme illustré sur la figure 18.
Par conséquent, un point de maillage triangulaire est déplacé sans retournement de triangles, à condition que le déplacement soit limité à l'intérieur d'un polygone délimitant tous les points qui voient directement, de l'intérieur, le contour extérieur des triangles.
Respecter la contrainte de non-retournement consiste donc à tester le sens de rotation des triangles adjacents au point à déplacer considéré, et, si un retournement est détecté (un sens de rotation qui s'inverse), réessayer un déplacement plus faible (par exemple la moitié du déplacement initial). En cas d'échec total, on peut essayer de débloquer la situation en déplaçant le point aléatoirement.
La figure 19 est un schéma général d'un procédé selon l'invention, dont les opérations décrites ci-dessus peuvent faire partie.
Dans une première étape (S10), les formes, ou sous- ensembles de vêtement, sont définies à plat, en deux dimensions. Au cours de cette étape peuvent également être définies les positions d'assemblage des différentes pièces. Cette étape peut être mise en oeuvre à l'aide du logiciel commercialisé par la Société Lectra sous la désignation "Modaris". L'étape S20 regroupe les opérations d'habillage du mannequin, telles que déjà décrites ci-dessus.
En particulier, les pièces de vêtement, après avoir été sélectionnées, sont déposées contre la surface du mannequin, sans tenir compte de leurs paramètres physiques. Ensuite, a lieu l'opération de jonction des pièces entre elles, puis la relaxation.
Une étape de simulation (S40) peut ensuite avoir lieu, par exemple par la méthode des éléments finis. Une méthode de simulation pouvant être utilisée est décrite par D. Baraff et al. "Large Steps in Cloth
Simulation" : Sigraph 1998, Computer Graphics Conférence Proceedings, Addison-Wesley, ISBN 0-201-30988-2. La "portabilité" du vêtement peut alors être analysée (étape S50) : l'opérateur peut alors visualiser le vêtement, analyser la configuration ou l'impression d'ensemble. Si quelque chose ne le satisfait pas (une pièce particulière de vêtement est par exemple mal adaptée à une partie du corps), il est possible de sélectionner une nouvelle pièce de vêtement remplaçant la précédente, ou bien de modifier la pièce de vêtement, par exemple à l'aide du logiciel "Modaris"de la déposante.
Dans ce cas, le mannequin est de nouveau habillé (étape S20). Le procédé est alors réitéré depuis l'étape où les pièces sont plaquées sur les formes homologues du mannequin et mises à plat. On reporte, par bijectivité, les données à la surface du mannequin pour la forme ou la partie ayant subi une modification ou une substitution. Puis, on procède à la jointure des bords de la pièce avec les pièces voisines. Le processus de relaxation peut alors être de nouveau exécuté, et agira sur tout le vêtement pour l'amener à sa position d'équilibre sur le mannequin. Ainsi, il peut être tenu compte de toutes les interactions possibles entre la pièce modifiée et toutes les autres pièces de vêtement. Sinon, la fabrication du vêtement (étape S60) peut avoir lieu.
La figure 20 est un organigramme détaillé représentant un procédé d'habillage selon l'invention.
Dans une première étape (S21) le patron à plat (représentation bidimensionnelle) et le mannequin sont sélectionnés. II peut ensuite être vérifié (étape S22) s'il y a compatibilité topologique entre le type de vêtement sélectionné et la partie correspondante du mannequin. Par exemple, il peut être vérifié si le nombre de trous du vêtement correspond à celui de ladite partie du mannequin. Si il n'y a pas compatibilité, on peut procéder à l'altération du mannequin (étape S23), par exemple par fusion de parties du mannequin ou par détermination d'une surface déduite du mannequin, comme déjà expliqué ci-dessus.
Les étapes S24 (S241-S244), S25 et S26 sont réalisées pour chaque couple constitué d'une pièce de vêtement et d'une surface ou d'une partie du mannequin. Si l'on est dans un cas de pièce partielle, ou de pièce comportant une pince, ou de pièce complexe, l'une des étapes suivantes peut être réalisée :
- étape S241 : fusion de la pièce avec une autre pièce - étape S242 : coupure de pièce complexe
- étape S243 : insertion de ligne homologue sur le mannequin
- étape S244 : fermeture de pince.
Ensuite, il est procédé au maillage de la pièce (étape S27), ce qui détermine le nombre de points à mettre en correspondance avec des points du mannequin, ainsi qu'à la mise à plat de la surface correspondante du mannequin (étape S28).
Le contour de la pièce peut alors être amené sur le contour de la projection du mannequin (étape S29) : le maillage est donc progressivement déformé. On obtient ainsi (S33) le vêtement "peint" sur le mannequin.
Cette étape S33 termine la mise en place du vêtement sur le mannequin.
Le vêtement peut ensuite être relaxé (étape S34). Vient ensuite l'étape de simulation mécanique (S38), qui permet, pour un tissu donné, d'en trouver le bon drapé, et qui permet d'éliminer les dernières déformations. On obtient une image réaliste du vêtement enfilé sur le mannequin (S39).
Un exemple de dispositif, illustré sur les figures 21 A et 21 B, va maintenant être donné, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce dispositif est globalement désigné par la référence 119.
La figure 21A représente globalement une station graphique comportant un micro-ordinateur 120 configuré de manière adaptée pour le traitement, selon un procédé conforme à l'invention, de modèles de mannequin et de pièces de vêtement, un dispositif 122 de visualisation et des périphériques de contrôle (par exemple un clavier 124 et une souris 125). Le micro-ordinateur 120 comporte une section de calcul avec toutes les composants électroniques, logiciels ou autres, nécessaires à la simulation de l'habillage d'un mannequin avec des pièces de vêtement. Ainsi, par exemple (figure 21 B), le système 120 comporte un processeur programmable 126, une mémoire 128 et un périphérique d'entrée, par exemple un disque dur 132, couplés à un bus système 130. Le processeur peut être, par exemple, un microprocesseur, ou un processeur d'unité centrale ou de station de travail graphique. La mémoire 128 peut être, par exemple, un disque dur, une mémoire morte ROM, un disque optique compact, une mémoire vive dynamique DRAM ou tout autre type de mémoire RAM, un élément de stockage magnétique ou optique, des registres ou d'autres mémoires volatiles et/ou non volatiles. Un algorithme d'habillage de mannequin comporte des instructions qui peuvent être stockées dans la mémoire, et qui permettent d'habiller ce mannequin avec une ou des pièces de vêtement, conformément à l'un quelconque des modes de réalisation de la présente invention. Un programme, permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'invention est résidant ou enregistré sur un support (par exemple : disquette ou CD ROM ou disque dur amovible ou support magnétique) susceptible d'être lu par un système informatique ou par le microordinateur 120. Ce programme concerne un procédé pour habiller, avec des pièces de vêtement, un mannequin représenté en trois dimensions. Il comporte les instructions pour:
- réaliser le dépôt, ou effectuer les calculs de dépôt, des pièces de vêtement sur la surface du mannequin ou sur une surface déduite de celle du mannequin,
- réaliser la jonction, ou effectuer les calculs de jonction des pièces de vêtement selon leurs lignes de couture,
- effectuer une relaxation, ou effectuer les calculs de relaxation, des pièces du vêtement, depuis leur position à la surface du mannequin vers leur position d'équilibre.
Le micro-ordinateur peut comporter des moyens de calcul, pour calculer par exemple les projections des parties sélectionnées du mannequin, ou encore pour calculer des valeurs des lignes de champ de potentiel, si celles-ci ne sont pas déjà préalablement associées au mannequin sélectionné, ou encore pour effectuer les triangulations et leurs déformations, et/ou les opérations d'application du vêtement au mannequin. Ces moyens de calcul permettent également de réaliser les calculs des énergies (énergie de traction) et les calculs de minimisation de ces énergies lors de la relaxation.. Le micro-ordinateur 120 peut être programmé pour générer des formes de mannequin, ou bien de telles formes peuvent être préalablement mémorisées, par exemple dans la mémoire 128. De même des formes de pièces de vêtement peuvent aussi être préalablement mémorisées. Dans ce cas, des moyens sont prévus, qui permettent de sélectionner un mannequin et une ou plusieurs pièces de vêtement. Ces éléments peuvent avoir été obtenus par CAO ou par des systèmes de génération automatique.
Le micro-ordinateur 120 peut être également relié à d'autres dispositifs périphériques, tels que par exemple, des dispositifs d'impression 132. Il peut être relié à un réseau électronique, par exemple de type Internet ou Intranet, permettant d'envoyer des données relatives aux mannequins et/ou aux vêtements.
Il est possible d'afficher sur l'écran 122 une image représentant un mannequin sélectionné par un opérateur. Celui-ci sélectionne également les pièces de vêtement, qui sont déposées contre la surface du mannequin, sans tenir compte de leurs paramètres physiques et comme déjà expliqué ci-dessus. Il peut y avoir un affichage intermédiaire, sur le dispositif 122, des parties du vêtement plaquées contre le mannequin, donc dans leur état comprimé, avant relaxation. Ensuite, a lieu l'opération de jonction des pièces entre elles, puis l'étape de relaxation.
L'opérateur peut alors visualiser le vêtement, analyser la configuration ou l'impression d'ensemble, et si quelque chose ne le satisfait pas, il peut sélectionner une nouvelle pièce de vêtement remplaçant la précédente, ou modifier une pièce de vêtement.
Il est également possible de réaliser physiquement le vêtement, par exemple par opérations de découpe des pièces dans un tissu, après avoir validé ces pièces par simulation. Une telle opération de découpe peut être faite selon des procédés et avec des dispositifs connus, par exemple comme décrit dans le document US- 5 825 652.
Un tel dispositif est illustré sur la figure 22. Il comporte des moyens 136 de type table de découpe, sur laquelle peuvent être positionnées des feuilles 138 de matériau à découper, par exemple du tissu, des moyens 140 de positionnement et de déplacement d'un outil de découpe 150 au-dessus de cette table, et des moyens 142 de pilotage ou de commande de ces moyens de positionnement et de découpe. Les moyens de pilotage sont des moyens informatiques. Ils peuvent en outre comporter des moyens 144 de visualisation de la pièce à découper, dont les données ont été transmises et/ou des moyens de visualisation de la zone de la pièce positionnée sur la table de découpe.
Les données concernant les pièces, qui ont été validées conformément à l'invention par simulation à l'aide du dispositif 119, peuvent par exemple être transmises aux moyens 142 de commande du dispositif de découpe par une liaison 146 d'un réseau de communication électronique. Il est également possible de mémoriser les données sur un support de type disquette, et de les charger ensuite dans une mémoire des moyens 142 de commande du dispositif de découpe.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour visualiser un vêtement, composé de pièces de vêtement, représenté par des données mémorisées dans une mémoire d'un ordinateur (119), et ayant des lignes de couture, sur un modèle de mannequin représenté par des données mémorisées dans une mémoire d'un ordinateur (119), et ce procédé comportant :
- le dépôt des pièces de vêtement (30, 34, 36, 38, 40, 44, 50) sur la surface du modèle de mannequin (32, 42) ou sur une surface (48) déduite de celle du modèle de mannequin,
- la jonction des pièces de vêtement, selon leurs lignes de couture,
- la relaxation de chaque pièce du vêtement, depuis sa position à la surface du modèle de mannequin vers sa position d'équilibre sur le modèle de mannequin.
2. Procédé selon la revendication 1 , le dépôt des pièces de vêtement à la surface du modèle de mannequin comportant l'établissement d'une relation bijective et continue entre au moins une partie d'une pièce de vêtement et une portion correspondante de la surface du modèle de mannequin.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, le dépôt des pièces de vêtement à la surface du modèle de mannequin comportant l'établissement d'une relation bijective et continue entre des points représentatifs d'une pièce de vêtement et des points d'une portion correspondante de la surface du modèle de mannequin.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, l'établissement d'une relation bijective et continue entre une pièce de vêtement et une portion correspondante de la surface du modèle de mannequin comportant : - la sélection d'une partie du modèle de mannequin, topologiquement homologue à la pièce de vêtement ;
- la projection de cette partie du modèle de mannequin sur un plan ;
- la déformation de la pièce pour l'amener à coïncider avec ladite projection.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel : - on réalise une triangulation de la pièce de vêtement ;
- on déforme la triangulation de la pièce pour l'amener à coïncider avec ladite projection.
6. Procédé selon la revendication 5, la triangulation de la pièce étant déformée par :
- déplacement de points définissant un contour de la pièce vers des points d'un contour de ladite projection;
- déplacement des points, sommets des triangles, à l'intérieur du contour de la pièce.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, la triangulation étant déformée tout en respectant une contrainte de non-retournement des triangles de la triangulation de la pièce.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, la relaxation d'une pièce de vêtement comportant : - la subdivision de la pièce de vêtement en un premier ensemble de parties
- la déformation de cet ensemble de parties, en minimisant une fonction énergie de la pièce de vêtement.
9. Procédé selon la revendication 8, la relaxation de la pièce de vêtement comportant également:
- la subdivision de la pièce de vêtement en un deuxième ensemble de parties, plus petites que les parties du premier ensemble
- la déformation de ce deuxième ensemble de parties, en minimisant une fonction énergie de la pièce de vêtement.
10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, la fonction énergie représentant l'énergie de traction de la pièce de vêtement.
11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, la fonction énergie de la pièce de vêtement étant calculée par rapport à la position de cette pièce en deux dimensions, et en fonction d'une valeur de la raideur K d'un tissu.
12. Procédé selon la revendication 8 à 11 , la déformation des ensembles de parties comportant:
- un déplacement le long de lignes de champ issues du modèle de mannequin - un déplacement le long de la surface du tissu, dans les autres directions.
13. Procédé selon la revendication 12, des données correspondant aux lignes de champ étant préalablement mémorisées.
14. Procédé selon l'une des revendications 9 à 13, les parties des premiers et deuxième ensembles de parties étant des zones connexes de la pièce de vêtement.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, une pièce du vêtement comportant une pince (40), qui est refermée avant dépôt de ladite pièce à la surface du modèle de mannequin (32).
16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, deux pièces de vêtement (34, 36) étant préalablement jointes avant de les déposer à la surface du modèle de mannequin (32).
17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, une des pièces du vêtement (40) étant préalablement découpée en au moins deux sous-pièces avant dépôt à la surface du modèle de mannequin (42).
18. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre:
- la sélection d'une des pièces de vêtement relaxées, dite pièce à remplacer, - la sélection d'une autre pièce de vêtement, dite pièce de remplacement
- le dépôt de cette pièce de remplacement sur la surface du modèle de mannequin
- la jonction éventuelle de cette pièce de remplacement avec les autres pièces, selon ses lignes de couture
- la relaxation de l'ensemble des pièces du vêtement, depuis leur position à la surface du mannequin vers leur position d'équilibre sur le modèle de mannequin.
19. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre:
- la sélection d'une des pièces de vêtement relaxées, dite pièce à modifier,
- la modification de cette pièce
- le dépôt de cette pièce modifiée sur la surface du modèle de mannequin - la jonction éventuelle de cette pièce modifiée avec les autres pièces, selon ses lignes de couture
- la relaxation de l'ensemble des pièces du vêtement, depuis leur position à la surface du modèle de mannequin vers leur position d'équilibre sur le modèle de mannequin.
20. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre une étape de simulation mécanique du vêtement.
21. Procédé pour réaliser des pièces de vêtement, comportant: - la visualisation préalable du vêtement sur un modèle de mannequin, selon un procédé conforme à l'une des revendications 1 à 20
- la réalisation des pièces du vêtement.
22. Dispositif (119) pour visualiser des pièces de vêtement sur un modèle de mannequin, comportant :
- des moyens (120, 126, 128, 132) de calcul, pour:
- réaliser le dépôt de pièces de vêtement sur la surface du modèle de mannequin ou sur une surface déduite de celle du modèle de mannequin, - joindre les pièces de vêtement selon leurs ligne de couture,
- réaliser une relaxation des pièces du vêtement, depuis leur position à la surface du modèle de mannequin vers leur position d'équilibre sur le modèle de mannequin - des moyens (122) de visualisation, pour visualiser le modèle de mannequin ainsi que les pièces de vêtement sur le modèle de mannequin,
23. Dispositif selon la revendication 22, permettant en outre de visualiser préalablement le modèle de mannequin sélectionné et/ou les pièces de vêtement sélectionnées.
24. Dispositif selon la revendication 22 ou 23, comportant en outre des moyens (24, 125) pour modifier une pièce de vêtement sélectionnée ou pour remplacer une pièce de vêtement par une autre pièce de vêtement.
25. Dispositif selon l'une des revendications 22 à 24, comportant en outre des moyens (124, 125) pour sélectionner des pièces de vêtement parmi une base de données de vêtements préétablie.
26. Dispositif selon l'une des revendications 22 à 25, comportant en outre des moyens (124, 125) pour sélectionner un modèle de mannequin parmi une base de données de mannequins préétablies.
27. Dispositif selon l'une des revendications 22 à 26, comportant en outre des moyens de mémorisation de données relatives aux pièces de vêtement et/ou au modèle de mannequin.
28. Dispositif pour réaliser des pièces de vêtement, comportant :
- un dispositif de visualisation (119) selon l'une des revendications 22 à 28,
- des moyens (136, 138, 140, 150) pour réaliser la découpe de pièces de vêtement
- des moyens (146) de transmission de données entre le dispositif de visualisation (119) et les moyens pour réaliser la découpe des pièces de vêtement.
29. Dispositif selon la revendication 28, les moyens (140,150) pour réaliser la découpe des pièces de vêtement étant commandés par un microordinateur (142), les moyens (146) de transmission de données reliant le dispositif de visualisation (119) et le microordinateur.
30. Dispositif selon la revendication 28 ou 29, les moyens (146) de transmission de données faisant partie d'un réseau de communication.
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