实验原理

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实验原理(简要阐述实验原理,并说明核心要素的仿真度)

本虚拟仿真实验教学平台主要围绕发布秀虚拟仿真的相关知识建立3层次4个项目模块:①创建3D基础建模,②服装3D试衣设计,③服装发布秀虚拟仿真实验,④在线测试与作品提交。

项目模块1:3D基础建模

(1)内容。含CAD样板、3D仿真面料、3D-T台秀场等三大基础建模。

(2)原理和功能。其中CAD样板(或3D立裁)、面料3D仿真及虚拟人模是并列基础建模,存在着互为关联,缺一不可的内在逻辑关系,因服装是穿在人身上,人体是服装的衣架子,两者互为依存;而3D面料是虚拟服装的灵魂,体现服装面料纹样和质感特征的仿真效果;3D-T台是虚拟发布秀的场景设计,是根据服装产品主题风格而定,旨在模拟现实中动态发布秀所需的秀场环境。

项目模块2:3D试衣设计

(1)内容。含服装3D缝合、试衣及单款动态走秀设计。

(2)原理和功能。服装3D试衣和人模走秀是基于CAD样板、面料3D仿真而建模,是本实验教学的重要环节必要条件,呈现仿真人模穿着服装的三维空间立体仿真度的造型艺术美感,以及合体舒适性的仿真度,模拟真实时装人模走秀的动态仿真度。

项目模块3:发布秀虚拟仿真实验

(1)内容。3D-T台、服装及走秀虚模导入匹配,灯光与配乐设计,轮播编排等。

(2)原理和功能。3D-T台、服装及走秀人模导入Maya或Unity系统,将T台与服装及走秀人模匹配调整,并进行灯光与配乐设计,再进行轮播编排。本模块实验是实现真实世界时装发布会的仿真效果的关键技术,最终呈现影院式动态展示成果。

项目模块4:在线测试与作品提交

(1)内容。本模块提供了在线模拟测试,在文字题目测试模式下,教师可以通过增、删、改、查、自行编组试题,并自动选择组合各种类型的试卷,帮助学生加强对基本概念、理论知识的掌握;其次,将课外系列服装的轮秀视频作及PPT总结在线提交上传,帮助学生加强对操作技能的掌握。

(2)原理和功能。通过服装发布秀虚拟仿真实验,帮助学生将设计、结构、工艺及动态发布秀的综合知识技能直接应用于解决实际问题的过程当中,从而避免理论与实际的脱离。

本实验教学平台操作框架(见图1 )。

 

 

1 时尚服装发布秀虚拟仿真实验教学平台操作框架

知识点:共12+10 个(3D设计12个,虚拟发布秀10个)


1.CAD样板建模(1个知识点)

CAD样板是3D缝合试衣的关键要素。其建模实验是根据服装款式设计风格而定,通过触屏制版系统直接绘制、CAD样板等手段获取后转换为DXF文件。或直接CLO系统3D立裁设计,将样板建模和3D缝合试衣结合一步到位(见图2)。


2 由CAD另存得到的DFX样板

2.面料3D仿真建模(3个知识点)

面料3D仿真是服装虚拟仿真外观展示的重要因素。实验教学分三步骤:

2-1 面料纹样扫描与生成。a.由3D面料扫描仪(见图3)扫描真实面料的纹样,可直接生成连续纹理图,含normal(法线贴图)、displacement(置换贴图)和specular maps(高光贴图)的生成,内置图章、锐化、涂抹等工具,还可调节贴图的色彩参数。b.可用超高清扫描仪后,用pixplant无缝贴图生成器,快速将照片转换为无缝连续纹理和3D贴图


3 3D面料扫描仪

2-2 面料属性测试。由面料测试仪测试面料的物理属性,含克重、厚度、拉伸力、弯曲强度和变形强度等数据,每项需测量3-5次,取平均值。

2-3 面料仿真模拟。将面料纹样和属性数据导入3D设计系统的面料模拟模块(EMULATOR),将自动生成3D仿真面料模型(见图4)。

4 3D仿真面料效果


3.3D-T台秀场建模(1个知识点)

3D-T台秀场是服装虚拟发布秀的环境美化作用。通过SketchUp(草图大师)建3D-T台场景模型。涉及到3D场景的造型、色彩、灯光、音乐等艺术效果与服装发布秀的主题风格相呼应。如:中式风、英伦风、欧美风、民族风、田园风、淑女风、学院风、OL风、嘻哈风、朋克风等主题风格的T台秀场建模设计。系统可根据需求增加增强插件,如:背景树木、花草、龙门架、衣架、人台等展示道具,及帽、鞋、眼镜、包袋、围巾等配饰,完善3D场景数字建模的艺术效果。建模后另存为.dae文件,并保留建模时所用的素材贴图(见图5)。


5 Sketch Up 的T台建模

    4.服装3D缝合试衣(3个知识点)

3D服装缝合试衣设计是服装发布秀虚拟仿真实验教学的必要条件。实验教学分两步骤:

4-1 3D虚拟缝合试衣。将虚拟人模和样板DXF文件导入CLO-3D系统的试衣模拟模块(SIMULATION),由二维样板→三维缝合→三维试衣的设计实验(见图6、图7),实现造型美观的3D服装数字艺术建模。并测试服装的压力值和合体度、修改服装样板和造型等操作,二维与三维联动实时改版,及时检测服装与人体间的合体度和压力值。

4-2 导入3D仿真面料。将生成的3D仿真面料导入系统进行该款服装面料设计,实现模拟真实服装的虚拟仿真效果。


6 2D→3D缝合


7 3D试衣

5.单款虚拟走秀设计(4个知识点)

基于服装3D缝合试衣和面料仿真设计之后,转换至动画编辑模块(ANIMATION),进行服装和人模同步的动态走秀设计。实验教学分四步骤:

5-1 将Maya中建好的动态人模导入(ANIMATION)动画编辑模块,调整服装与人模达到完全契合(见图8)。

5-2 进行录制前设置和录播操作(见图9)。

5-3 生成导出服装与人体动态模.mb文件。

5-4 生成导出服装板片与人模的贴图文件;以备对接Maya系统的轮秀设计。

 

8 导入Maya人模后的调整效果


9 录播操作

6.发布秀轮播虚拟仿真实验

发布秀轮播虚拟仿真可在Maya或Unity系统设计,Maya是通过建模和创建摄像机的方式,导出逐帧图片,后期合成得到3D视频;Unity是通过建模方式,直接导出3D视频。具体实验教学分六步骤:

6-1 导入新的T台秀场.dae文件(见图10),调整秀场的大小、位置、角度。

6-2 导入款一的3D走秀动画.fbx文件(虚拟人模)和贴图文件(虚拟服装)(见图11),进行走秀时间轴设定

6-3 摄像机动画设置(见图12)、动画呈现和动画贴图重配设置。

6-4虚拟走秀和T台秀场的灯光设计。

6-5 渲染设置(图13),生成另存exe的执行文件。

6-6 逐款导入3D走秀动画.fbx文件和贴图文件,重复6-2至6-5的操作步骤。

6-7 轮秀设计。针对多个动画服装与人模的导入和设计之后,进行轮播顺序编排设置(见图14)。

6-8 轮秀配乐。根据动态发布的轮秀前后排序,进行与服装风格相吻合走秀音乐配置设计。

6-9 AE转换。将虚拟发布秀转换3D显示模式。

6-10 影院式3D虚拟发布秀播放。基于生成的.exe执行文件,链接3D显示屏(被动式/直驱式),进行播放设置,呈现3D影院式服装虚拟仿真发布秀。


图10 秀场背景导入Maya

 

   图11 导入人模与服装动画


图12 摄像机动画设置

 

图13 渲染设置



图14 轮秀设计