基于Python的女式衬衫版样自动化生成技术.pdf
《基于Python的女式衬衫版样自动化生成技术.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于Python的女式衬衫版样自动化生成技术.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第8 卷第3期2023年6 月服装学报Journal of Clothing ResearchVol.8No.3Jun.22023基于Python的女式衬衫版样自动化生成技术刘乐,任祥放,金鹏,沈雷*,王军3(1.江南大学设计学院,江苏无锡2 1412 2;2.东华大学服装与艺术设计学院,上海2 0 0 0 51;3.红豆工业互联网有限公司,江苏无锡2 140 0 0)摘要:为解决自动化制版技术与工业化生产设备的兼容性等问题,结合Python语言和AutoCAD二次开发功能,提出了一种女式衬衫参数化版样自动生成技术。通过分析版样曲线拟合原理,设计3种“离散曲线”算法。根据女式衬衫制版原理计算各
2、控制点与领围、胸围、衣长、袖长和袖头宽5个关键参数的线性关系,搭建女式衬衫参数化算法模型框架,并采用MATLAB拟合工具箱CurveFittingTool进行曲线真值拟合误差比对。结果表明:女式衬衫参数化版样自动生成技术可以实现个性化纸样的快速生成;自动生成版样可作为车间数控裁剪设备的走刀路径,用于实现全自动化生产;自动生成的曲线真值拟合误差各参数良好,手工制版与自动生成的曲线拟合相似度接近。该技术可应用到其他服装品类,提高服装个性化定制的快速反应能力。关键词:参数化制版;服装版样;Python;女式衬衫;MATLAB;服装定制设计中图分类号:TS941.26文献标志码:A文章编号:2 0 9
3、 6-19 2 8(2 0 2 3)0 3-0 2 0 1-10Automatic Generation Technology of Womens Ahirt Template Based on PythonLIU Le,RE N Xi a n g f a n g ,JIN Pe n g ,SH E N Le i l,W A NG Ju n(1.School of Design,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;2.College of Fashion and Design,Donghua University,Shanghai 200051,Chin
4、a;3.Hongdou Industrial Internet Co.,Ltd.,Wuxi 214000,China)Abstract:In order to solve the problem of compatibility between automatic platemaking technology and industrial productionequipment,combining Python language and AutoCAD secondary development function,an automatic generation technologyof par
5、ametric sample of blouse was proposed.By analyzing the model curve fiting principle,three discrete curvealgorithms were designed.According to the platemaking principle of womens blouse,the linear relationship between eachcontrol point and five key parameters including collar circumference,chest circ
6、umference,garment length,sleeve lengthand sleeve width were calculated,and the parametric algorithm model framework of womens blouse was built.MATLABCurve Ftting Tool was used to compare the fitting errors of curve true value.The results showed that the automatic genera-tion technology of parametric
7、 pattern could realize the rapid generation of personalized pattern.The sample could be used asthe cutting path of CNC cutting equipment in the workshop to realize fully automatic production.Automatically generatedcurve true value fitting error parameters were good.Manual plate making and automatica
8、lly generated curve fitting wassimilar.The technology can be applied to other clothing categories to improve the rapid response ability of personalizedclothing customization.Key words:parameterized plate making,garment sample,Python,womens ahirt,MATLAB,custom fashion design收稿日期:2 0 2 1-12-2 8;修订日期:2
9、 0 2 2-0 8-30。基金项目:教育部人文社会科学研究规划基金项目(2 0 YJAZH087);国家重点研发计划重点专项项目(2 0 19YFB1405700)。作者简介:刘乐(1999一),女,硕士研究生。*通信作者:沈雷(196 3一),男,教授,博士生导师。主要研究方向为服装设计与品牌。Email:s l 999 s i n a.c o m202随着科技与时尚的深入融合,传统服装制版方法已不能满足当代消费者个性化定制的需求。目前,国内外大多数服装企业依靠ET、富怡、博克等CAD软件进行版样的绘制和自动放码。自动放码技术发展较快,例如,采用三角剖分算法与网格变形算法优化了过去常规线放
10、码,使之更加贴近目标人体数据 1-2 。但该方法只适用于服装标准尺寸规格的整体缩放,不能对个性化人体数据或服装结构进行自动修正。因此该类软件只能依据人体尺寸从典型版样库中搜索出较匹配的版型,再通过版师经验对局部进行调整获得个性化纸样,对版师依赖度高,降低了企业对个性化定制的快速响应能力。研发服装参数化制版系统是解决服装版样智能化生产的关键。服装参数化制版是用与人体体型特征密切相关的服装关键部位尺寸来设置、开发服装参数化版样模型或系统,通过输入的参数值,实现参数化服装纸样的自动生成,从而达到个性化定制、一人一版等。近几年,国内外学者针对服装版样智能化生产有诸多研究。运用数字化三维人体模型软件或三
11、维人体扫描仪等三维模型进行定制设计,可以实时评估调整版样与模型的拟合情况 3-5;运用AutoCAD等图案CAD设计软件的几何约束和标注约束自动生成个性化服装版样 6-7 ;运用MATLAB平台编程或visual lisp开发工具等编程软件,结合西服版样数学模型及制版方法设计西装纸样智能生成系统 8-10 。基于三维、二维和编程等软件实现服装自动化制版,很大程度上打破了仅依靠传统服装CAD的局限,给服装智能化的研究提供了新思路。但以Python开发环境搭建技术分析基于pyautocad对AutoCAD二次开发Fig.1 A Technical roadmap for automatic gen
12、eration of parameterized templates based on Python1.2基于Python参数化制图原理Python具有互动性、解释性及编译性特征,被广泛应用于数据分析、大数据处理和人工智能等领域。同时,Python语言还具有开源性,及可移植性、可扩展性和可嵌入性等优势,利于开发大型软件 1,因此适用于文中的自动制版系统的研发。AutoCAD软件的参数驱动绘图系统可以满足服装版样制图中的公式转换,但由于AutoCAD自带的参数会随着软件的更新与迭代,在操作方面发生变化,从而影响自动绘图的稳定性、时效性与统一性。因服装学报上研究有几个不可避免的缺点:参数设置复杂且
13、数量多,生产可操作性和工业化水平较低;参数无法存储;参数变量不能与外部端口进行衔接;整体系统集成程度低;缺少真值(groundtruth)的误差比对实验。文中以女式衬衫为例,针对过去研究中存在的问题,现拟开发一种基于Python的参数化版样自动生成技术。为了实现参数和版样文件与外部文件的交互编辑与联动,解决自动化制版技术与工业化生产设备的兼容性问题,提出3种“离散曲线”绘制方法,绘制的版样轮廓曲线能被车间数控裁剪设备识别,并可用于开发女式衬衫参数化版样自动生成,以期有效提高系统集成程度。1石研究方法1.1石研究技术路线研究技术路线如图1所示。首先搭建Python开发环境,利用第三方开源库pya
14、utocad对AutoCAD进行二次开发,以设计出能被车间数控裁剪设备所识别的C型曲线和S型曲线。然后分析服装版样结构线与人体关键部位尺寸的约束关系,建立版样参数化坐标系。参数化坐标系完成后对版片进行算法描述,构建完整女式衬衫参数化算法模型,模型包含曲线函数层、版样函数层和函数调用层。若要调整参数,则只在模型中改变参数值大小,无须对基础版样进行大规模修改,即可利用参数驱动实现版样的自动生成。在完成参数化版样模型后使用MATLAB拟合工具箱CurveFittingTool进行曲线真值拟合误差比对。参数化算法模型曲线拟合算法曲线函数C型曲线建立样板参数化坐标样板函数层输人参数样板自动生成与真值误差
15、S型曲线比对实验函数调用图1基于Python的参数化版样自动生成技术路线此文中利用Python3对AutoCAD的二次开发,实现参数化服装版样绘图。Python参数化制图是基于服装纸样设计原理,将服装版样结构规则和服装制图方法步骤通过编程语言进行程序化设计,将服装版样中的点和线通过参数化公式驱动相连接从而生成服装个性化版样。2月服装版样曲线拟合算法服装版样轮廓中的曲线可以归纳为两种造型,根据曲线不同类型设计对应的算法:C型曲线,如第8 卷样板生成结果第1期前后领窝弧线、袖窒窝弧线和下摆围弧线等;S型曲线,如袖山曲线、领座曲线和臀围曲线等。基于AutoCAD绘图软件和pyautocad库,利用圆
16、弧和样条曲线工具拟合服装版样轮廓曲线,建立多段线矩阵,将曲线离散化为微线段,将其作为车间数控裁剪设备的走刀路径,生成可自动裁剪的参数化服装版样 12 O2.1C型曲线的分类C型曲线分为(单)圆弧曲线和多圆弧曲线,算法为圆弧曲线离散和多圆弧曲线离散。圆弧离散主要用于绘制后领窝弧线、圆角领等;多圆弧曲线离散主要用于绘制袖窒窝弧线等。2.1.1圆弧曲线离散通过两个坐标点画弧,会有无数可能,必须引入第3个参数凸度(B),来确定经过这两点的唯一弧线。凸度反映了两点之间对应弧度的大小和圆弧(arc)的方向,凸度的具体值根据几何知识可知,计算方式为B=tan4式中:为圆弧圆心角,可在AutoCAD中测量得出
17、。圆弧的方向可以根据圆弧的起点和终点的相对方向得出。例如圆弧上的起点为0 度,终点为180;圆弧存在上半圆或下半圆两种情况。凸度正、负值示意如图2 所示。起点终点圆心(a)逆时针方向:正值图2 凸度正值和负值示意Fig.2Bulge of positive and negative convexity在服装智能化生产中,由于大多数控系统都支持圆弧插补,并且在加工的过程中,圆弧轨迹又可以保证加工曲面光滑,因此要使参数化自动生成的服装轮廓线能被车间数控裁剪设备识别,必须将圆弧转化为多段线(PolyLine)13。构建圆弧离散函数(arc_pline)主要有3步。1)计算和半径r。建立圆弧矩阵,输人
18、圆弧的起始点P(x s,y)和终止点P。(,y。),根据圆弧凸度推导出圆弧角和半径r。采用反函数计算:=arctan(IBI)4,(2)再使用正弦值反推得出r,即r=a(P,P.)/sino 刘乐,等:基于Python的女式衬衫版样自动化生成技术式中:d为P。和P。的坐标距离。2)确定圆心点坐标位置。给定起始点和终止点及半径r,创建两个圆,根据向量加法的三角形法则,用if嵌套语句判断P,P。相对轴的正负值,确定圆弧的方向。圆弧圆心点坐标位置示意如图3所示。11取较小圆心!图3圆弧圆心点坐标位置示意(1)Fig.3 Coordinates of the center point of an ar
19、c3)设30 段圆弧微线段,求出圆弧31点坐标位置。使用三角函数公式推导出圆弧31点对应坐标x轴与y轴的坐标值。当凸度 0 时:y=r sin(o-i af),x=rxcos(0o-ix0f);起点当凸度0)为多圆弧曲线模型与目标曲线之间的变化系数,i的范围为1i31。得到每小段半径r2的值后,再用正圆半径减去比例差值得到第31个椭圆长半轴;和短半轴b;坐标值。(9)b;=ri-r2 cos0,(ri-0,)+b。,(10)aa;=ri-r2 sin0,-(ri-0.)+。,式中:0,为每段正圆弧圆心角;0,和0。分别为短半轴和长半轴的长度;b;和;分别为31个椭圆短半轴和长半轴的坐标值;0
20、为椭圆圆心坐标点,i的范围为1i31。图6 为袖窒窝线原稿与多圆弧离散函数算法生成结果对比。R0B(b)多圆弧曲线拟合ix3180XT,(a)AutoCAD绘制的袖隆窝线原始图稿图6 袖隆窝线参数化绘制结果Fig.6 Parametric drawing results of armhole socket line2.2S型曲线的分类S型曲线为样条曲线,算法为样条曲线离散,主要用于袖山曲线、侧缝曲线等绘制。S曲线是服装版样轮廓线中最复杂的曲线,在AutoCAD中通过样条曲线(SPline)工具拟合成S曲线。型值点和控制点是样条曲线拟合过程中非重要的2 个点,影响着拟合精度和拟合速度。一般而言,
21、型值点和控制点越多,曲线越光滑,拟合的效果就越好 15,但过程越烦琐。因此,一个良好的拟合方法要求用较少的型值点和控制点实现较高的拟合精度,而实现该要求的方法是插入不同参数和算法 16 。基于二次B样条曲线拟合算法 17 ,利用两条2 次曲线近似一条3次曲线的设计思想,实现多控制点曲线的快速拟合,在此算法设计原理之上,构建一种基于坐标数组和坐标矩阵的样条曲线离散函数,曲线的拟合操作分为两部分,即数据点的参数化和曲线的送代拟合 18 。1)根据服装原型版样知识设立关键参数及对应x轴和y轴的坐标公式。以16 0/8 4A号型女式衬衫袖片为例,根据袖山弧线绘制原则,设袖山顶点(肩点)Fi、前腋下点F
22、2和后腋下点F3为曲线关键参数点,由距离公式可计算袖肥宽度。2)增加型值点来比拟一组曲线离散点坐标,得到样条曲线模型 18 。为了提升曲线拟合精度,将曲线离散成8 0 个控制点坐标,以后腋下点F3为坐标原点,袖肥宽为x轴,遍历袖肥宽中每个坐标点的x轴和y轴的数值,生成样条曲线离散模型。即:m;=ix(11)79式中:m;为8 0 个坐标点的x轴数值;IF,F,I 为袖肥宽度,i的范围为1i80。利用AutoCAD的#Dataextraction命令语句获取每条x轴线段与袖山弧线的交点,提取每个交点的y轴数值n;并赋值于y轴数组。3)曲线的迭代拟合,基于样条曲线模型乘以变(b)Python绘制的
23、袖隆窝线离散结果IF,F,1(12)第1期化系数得到新曲线各坐标位置18 。计算过程为U,=/(Ar-yr)+(A,-yn),(13)WU,=10+3;8,=0,/1F,F,1,8,=,/T。式中:A,为前袖窒长度,A,为后袖长度;W为胸围;u为袖肥宽参数化公式;u为袖山高参数化公式;8%为袖肥宽变化系数;8,为袖山高变化系数,T为袖山长度。4)搭建新曲线坐标点矩阵np.zeros,m;和n;分别乘以8 和8,最后返回参数变化后8 0 个样条曲线控制点坐标。以袖山弧线为例,袖山弧线原稿与袖山弧线样条曲线离散函数算法生成结果对比,如图7 所示。(a)AutoCAD绘制的袖山弧线原始图稿图7 袖山
24、弧线原稿与样条曲线离散函数算法生成结果Fig.7Generation results of discrete function algo-rithm of xiushan curve and spline curve3开发环境搭建和模型搭建3.1FPython开发环境搭建二次开发的主要目的是结合外部软件功能,利用软件结合的优势获得多元化功能开发成效,简化绘图步骤,提高系统运行的稳定性。AutoCAD二次开发的过程中,导人Python第三方库numpy,math和pyautocad,其中pyautocad模块是可以控制AutoCAD的命令 19。基于pyautocad第三方开源库,通过jupyt
25、erbook编译环境搭建Python算法驱动AutoCAD,完成服装版样的自动生成。Python友好的开发环境使自动生成的参数化版样可以与外部系统兼容,便捷地实现参数的输入、调整和数据存储。3.2女式衬衫结构的参数化模型搭建3.2.1参数化坐标建立选用新文化女装原型绘制女式衬衫纸样,选择16 0/8 4A号型搭建版样坐标模型。以女式衬衫衣身前后片和袖子为例绘制各控制点坐标,具体如图8 所示。基于关键参数(领围、胸围、肩宽、衣长、袖长和袖头宽)和服装结构之间的内在联系,推导出服装版样轮廓线各控制点及对应的坐标表达式。刘乐,等:基于Python的女式衬衫版样自动化生成技术(14)(15)(16)(
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 Python 女式 衬衫 自动化 生成 技术
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。