CAD技术在服装行业的应用与现状

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1、三维CAD技术在服装行业的应用与现状1. 三维CAD技术梗概1.1三维CAD技术的市场需求简析1. 1. 1国际制造业信息化大趋势当前的国际制造业领域，制造技术正在从传统的制造方法向先进的制造技术方向 发展，制造业的信息化己成为制造业发展的一个重要趋势。制造企业的数字化建设的核心是产品的数字化设计、制造及相关数字化技术的集 成。三维数字化设计技术正逐渐成为企业设计运用的热点，也是企业深化运用所必要的 工具。CAD作为信息技术的一个重要组成部分，将计算机高速、海量数据存储及处理和挖 掘能力与人的综合分析及创造性思维能力结合起来，对加速工程和产品的开发、缩短设 计制造周期、提高质量、降低成本、增强

2、企业市场竞争能力与创新能力发挥着重要作用 无论是军事工业还是民用工业，无论是建筑行业还是制造加工业，无论是机械、电子、 轻纺产品，还是文体、影视广告制作都离不开三维数字化设计技术。三维数字化设计技 术是企业信息化的重要技术基础，也是企业进入国际市场的入场券。1.1.2三维CAD技术的巨大效益应用三维CAD技术可大幅度地提高产品和工程的设计效率和质量，改善劳动条件， 提高产品和工程在市场上的竞争能力。从国外的统计材料表明，应用三维CAD设计技术 可降低工程设计成本1330%；可减少产品设计到投产时间3060%；提高产品质量5 15倍；增加分析问题的广度和深度能力335倍；提高产品作业生产率407

3、0%:提高 投入设备的生产率23倍；减少加工过程3060%；降低人工成本520%。随着三维 数字化设计技术的研究开发和广泛应用，可以促进我国软件产业的发展，尤其是应用软 件产业的发展。这样不仅可加速传统产业和产品的技术改造，还可促进传统学科的飞速 发展。由此产生的直接和间接经济效益是巨大的，其社会效益也是不可估量的。1.1.3我国三维CAD技术发展的新机遇在我国，三维数字化设计市场几乎被外国公司的产品所垄断，一些企业花费大量外汇引进国外三维数字化设计系统，因 技术的掌握问题和工业标准的差距等诸多因素，或被闲置或使用效率低下，难以普及推 广应用。在尊重知识产权和加入WTO以后的新形势下，国内企业

4、对符合国情、功能适用、 价格适中的国产软件的呼声愈来愈高。近几年，以计算机为核心的相关技术领域的发展，如网络技术、电子商务、数据 库等深刻地影响了 CAD技术，新的制造方式，如分散化网络制造，面向客户的大批量定 制等也对CAD系统提出了新的要求，使得行业产品的设计制造资源能够在更广的范围中 应用，通过WEB技术、ASP技术，实现了行业产品设计制造的协同，建立全行业的软件服 务体系。此外由于面向行业CAD系统的个性化，国外技术的竞争力相对比较薄弱，这是 我国CAD领域缩短差距的良好机遇，随着企业产品全生命周期的数字化、网络化和集成 化的跨越式发展，CAD本身也将面临全面升级，因此，我国的CAD软

5、件技术具有很大发展 空间。1.2我国三维CAD技术发展概况1.2.1我国CAD技术的长足发展CAD技术从诞生至今己有三十多年的历史，历经二维绘图、线框造型、曲面造型、 实体造型、特征造型等重要发展阶段，其间还伴随着参数化、变量化、尺寸驱动等技术 的融入。通过三十多年的努力，CAD技术在基础理论及软件产业方面日趋成熟，推出了 Proffingineer，UGll， IDEAS CATM， Solidworks， SolidEdse 等许多优秀的 CAD 系统， 在航空航天、机械电子、建筑工程、纺织服装等制造业得到了广泛应用，大大提高了制 造业产品设计水平。1.2.2国家三维CAD重大专项概况根据

6、国家的需求和软件技术/产业发展的趋势，三维CAD技术及产品创新设计系 统研究开发和应用列为863计划的软件重大专项。专项在操作系统、数据库管理系统、 重大应用软件展开研究，着力掌握与系统软件相关的战略性、前沿性和前瞻性的关键技 术，通过创新较大幅度增加自主知识产权的拥有量，完善我国自主的软件体系，以支撑 国民经济和社会信息化及国家信息安全建设。“十五”期间，面向行业与设计过程的三维数字化设计系统受到了普遍的重视， 应用实践证明其设计的高效性和智能性是一般通用CAD软件无法比拟的。“863计划”三 维CAD重大专项的三个课题取得了重大进展和巨大的综合效益，基本达到了商品化水平。2. 服装三维CA

7、D软件开发与应用现状2.1服装三维CAD发展现状随着我国计算机技术和社会经济的发展，人们对服装的质量和合体性、个性化的 要求越来越高，现有的二维服装CAD技术已经不能满足纺织服装业的CAD应用要求，服 装CAD迫切需要由目前的平面设计发展到立体三维设计。因此，近年来国内外均在三维 服装CAD、虚拟现实服装设计等方面开展理论研究和实践应用。据Auto desk公司对于CAD的整体应用情况的统计，目前全球使用三维CAD进行 产品设计的用户已经有大约30%，剩下的70%用户依然使用二维CAD设计。实际上，三维 CAD在世界范围内已经在广泛应用，但在服装领域，三维CAD的开发应用比较滞后，这是 因为服

8、装不像机械、电子行业的固态产品，它的质地是柔性的，会随着外界条件的不同 发生改变，因此模拟难度很大，特别是服装CAD要实现从二维到三维的转化，需要解决 织物质感和动感的表现、三维重建、逼真灵活的曲面造型等技术问题，另外还有从三维 服装设计模型转换生成二维平面衣片的技术问题。这些问题导致三维服装CAD的开发周 期较长，技术难度较大。服装三维CAD有别于二维CAD的地方在于：它是在通过三维人体测量建立起的人 体数据模型基础上，对模型的交互式三维立体设计，然后再生成二维的服装样片，它主 要要解决人体三维尺寸模型的建立及局部修改，三维服装原型设计、三维服装覆盖及浓 淡处理、三维服装效果显示特别是动态显

9、示和三维服装与二维衣片的可逆转换等。三维服装CAD的基础是三维人体测量。目前三维人体测量系统在国外已经商品化， 其技术已经较为成熟，其中法、美、日等国利用自然光光栅原理，分别用40毫秒、10 秒、1.8秒，即可完成三维人体数据的测量。国际上常用的三维人体测量技术一般都是非 接触式的，通过光敏设备捕捉投射到人体表面的光在人体上形成的图像，然后通过电脑 图像处理来描述人体的三维特征。三维人体测量系统具有测量时间短，获取数据量大等 多种优于传统测量技术的特点。服装的批量生产所依据的服装号型不能准确反映人群的体型特征，目前国内外都 在进行各类人群人体数据库的建立。通过有针对性地对大数量的不同肤色、不同

10、地区、 不同年龄、不同身高的各类人群进行三维人体测量，收集人体的各项体型尺寸数据，建 立数据库，为制定服装规格、号型提供基础数据。三维人体测量通过获取的关键人体几何参数数据，生成虚拟的三维人体，建立静 态和动态的人体模型，形成一整套具有虚拟人体显示和动态模拟功能的系统。三维服装 CAD在此基础上生成服装布料的立体效果，在屏幕上逼真地显示穿着效果的三维彩色图像 及将立体设计近似地展开为平面衣片。在二维CAD基础上的三维设计逐渐向智能化、物性分析、动态仿真方向发展，参 数化设计向变量化和超变量化方向发展；三维线框造型、曲面造型及实体造型向特征造 型以及语义特征造型等方向发展；组件开发技术的研究应用

11、，还为CAD系统的开放性及 功能自由拼装的实现提供了基础。将三维服装设计模型转换生成二维平面衣片，涉及到把复杂的空间曲面展开为平 面的技术，这是服装材料的柔性、平面性所决定的需求，也是三维服装CAD的难点。国 内外学者做了多项研究工作,得到了复杂曲面展开的多种方法，有许多方法也已应用在实 践中。2.2三维服装CAD应用现状目前在国外市场上的三维服装CAD的应用主要有两类：一是用于量身定做：针对特定客户人体的参数测量及其对服装款式的特定要求 （如放松量、长度、宽度等方面的喜好信息），进行服装设计，再生成相应的平面服装样片。此类产品可利用互联网进行远程控制实现，其中以美、英、法、德、日、瑞士的 系

12、统较为先进。二是用于模拟试衣系统：通过对顾客体型的三维测量，进行互动服装设计，再生 成相应的平面服装样片。这类应用也可利用互联网进行电子商务的远程控制实现，如美 国的Landsend公司在互联网上可建立顾客的人体虚拟模型，通过顾客的简单操作，可 试穿该公司所推出的服装，还可进行立体互动设计，直到顾客满意为止。现在国外的一些产品已基本能实现三维服装穿着、搭配设计并修改，反映服装穿 着运动舒适性的动画效果，模拟不同布料的三维悬垂效果，实现360度旋转等功能。其 中美国、日本、瑞士等国家研究开发的三维服装CAD软件比较先进，如美国CDI公司推 出的CONCEPT 3D服装设计系统、法国力克公司的3D

13、系统、美国格伯公司的AM-EE-SW 3D 系统、加拿大PAD公司的3D系统、日本东洋纺织公司的3D系统等。我国是服装大国，但在服装的先进技术方面起步较晚。国内在这一领域的研究虽 已取得初步进展，实现了仿三维CAD设计，但离国外的技术水平还有较大距离。目前只 有香港科技和北京长峰科技公司、北京服装学院、中山大学、杭州爱科公司、深圳盈宁 公司等近年来开始了服装三维覆盖模式款式试衣系统的开发，且仅有部分软件进入了商 品化阶段。3. 服装CAD技术发展趋势3.1 CAD技术面临深化应用的新趋势近年来，CAD技术在取得快速发展的同时，也暴露了发展中的问题，主要表现在 过分强调单元技术的发展，过分强调系

14、统的通用性，忽略了面向设计过程的产品全生命 周期设计，忽略了网络技术的应用，忽略了数据库、特征库的发展等等。针对这些问题， 结合制造业信息化技术的最新发展，CAD技术的开发商提出了面向行业和过程（产品全生 命周期）的三维数字化设计系统。该系统已成为近年来国内外研究开发的热点，并视为 CAD技术的深化应用、跨越发展的唯一出路。3. 2面向行业和设计过程的集成化原来自成一体的CAD系统、与CAD系统的配套技术已经和正在融入CIMS （计算机 集成制造系统），建立与CAM、MIS、PDM、ERP等的接口与集成是服装CAD系统发展的另 一个趋势。3. 3基于网络技术的服装设计网络化 随着近几年来国际互

15、联网的高速发展，预计网络服装设计将逐渐成为主流。在越 来越专业化、全球化的生产经营模式下，企业基于网络的CAD系统可以实现数据的共享 和标准化，产品的并行设计也将为CAD系统的高效快速提供支持。为有效提升市场规模 及产品利润，服装CAD与电子商务的融合也是必然的趋势。一种基于Internet的服装企 业远程数据传输和监控系统即将问世，也为服装设计网络化和服装企业信息化提供了有 效的技术支撑。3.4基于虚拟现实设计技术的服装设计自动化近年来，美、法、德、日和瑞士等国还开展了虚拟服装CAD的研究开发，开始了 超维服装设计的应用研究。所谓超维服装设计，就是超维视觉设计，要求服装设计师在 进行服装设计

16、时不仅考虑一维的线、二维的面、三维的体、四维的时、五维的意等设计 要素，还要考虑人的心理、人的视觉、人的审美观、人的情趣等诸多因素，注意对环境 心理学和观赏心理学的运用。服装设计师通过视觉、听觉、触觉运用虚拟现实设计技术 在电脑显示的虚拟现实环境下进行服装设计。这种虚拟服装CAD技术，利用了网络传输与虚拟现实设计技术，使设计师能够在 虚拟的环境下进行服装设计工作，所需硬件设备除了计算机以外，还需数据手套、数据 衣等人体数字化传感器和头盔显示器、光闸眼镜等立体显示设备以及其它相关配套设备。 这种虚拟现实设计技术实现了服装设计的自动化。3.5基于智能支持的服装设计智能化目前所有的服装CAD产品都比较复杂，要完全掌握运用必须专业技术人员花费相 当的时间，这也是CAD产品普及比较缓慢的一个重要原因。所以，往更远的前景展望， 预计将来的服装CAD产品将朝着高智能化的方向发展，通过建立更多的服装样板模块