[论文解读] 3D Custom Fit Garment Design with Body Movement.

Katja Wolff, Philipp Herholz+4 more|arXiv (Cornell University)|Feb 10, 2021

3D Shape Modeling and Analysis参考文献 48被引用 8

一句话总结

本文提出了一种交互式3D服装设计工具，通过模拟身体动作并实时调整服装的自然形状，从3D人体扫描中生成合身的服装。通过在多个姿势间交替进行布料模拟与基于拉伸的自然形状调整，确保了动态合身与活动自由度，实现了无需传统版型的直接3D塑形，并支持下游2D版型或针织版型的生成。

ABSTRACT

The standardized sizes used in the garment industry do not cover the range of individual differences in body shape for most people, leading to ill-fitting clothes, high return rates and overproduction. Recent research efforts in both industry and academia therefore focus on on-demand fabrication of individually fitting garments. We propose an interactive design tool for creating custom-fit garments based on 3D body scans of the intended wearer. Our method explicitly incorporates transitions between various body poses to ensure a better fit and freedom of movement. The core of our method focuses on tools to create a 3D garment shape directly on an avatar without an underlying sewing pattern, and on the adjustment of that garment's rest shape while interpolating and moving through the different input poses. We alternate between cloth simulation steps and rest shape adjustment steps based on stretch to achieve the final shape of the garment. At any step in the real-time process, we allow for interactive changes to the garment. Once the garment shape is finalized for production, established techniques can be used to parameterize it into a 2D sewing pattern or transform it into a knitting pattern.

研究动机与目标

• 解决标准化服装尺码带来的合身不良、退货率高及过度生产等问题。
• 开发一种交互式3D服装设计系统，利用3D人体扫描支持个体化体型。
• 在姿势之间引入身体动作过渡，以改善服装合身度与活动自由度。
• 实现在设计过程中对服装形状的实时交互式编辑。
• 从最终的3D服装形状生成可用于生产的输出，如2D缝制版型或针织版型。

提出的方法

• 该方法以3D人体扫描作为输入，为服装设计创建个性化虚拟形象。
• 允许在虚拟形象上直接进行3D服装塑形，无需依赖底层缝制版型。
• 系统在布料模拟步骤与基于拉伸的自然形状调整之间交替进行，以优化多个姿势下的合身效果。
• 自然形状调整由拉伸分布引导，以在姿势转换过程中保持真实的面料行为。
• 该过程支持设计过程中任意阶段的实时交互式修改。
• 最终的3D服装通过既定的下游技术转换为2D缝制版型或针织版型。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何使3D服装设计具备交互性并能响应身体动作，同时确保合身效果？
• RQ2 在姿势转换过程中，调整服装自然形状的最有效方法是什么，以维持合身度并减少拉伸？
• RQ3 实时布料模拟与自然形状优化能否在无需传统版型设计的情况下生成可用于生产的服装？
• RQ4 在设计过程中引入多个姿势如何改善定制服装的动态合身效果？
• RQ5 哪些方法能够实现从3D服装形状到2D版型输出的无缝过渡，以支持制造？

主要发现

• 该方法成功生成了在多个身体姿势下均保持良好合身效果的定制服装，通过动态自然形状调整实现。
• 在整个设计过程中支持实时交互式编辑，实现用户主导的优化。
• 布料模拟与基于拉伸的自然形状更新相结合，生成了逼真且可穿着的服装形状。
• 最终的3D服装与既有的2D版型生成或针织版型转换技术兼容。
• 该方法通过在扫描虚拟形象上直接进行3D塑形，消除了对传统版型设计的需求。
• 该系统展示了按需个性化服装制造的可行性，显著提升了合身度并减少了生产浪费。