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基于虚拟仿真技术的羌族女装三维数字化展示研究
一、 主要作者、机构与发表信息
本研究的两位主要作者是来自四川大学的杨永华和张皋鹏。杨永华（第一作者，1996年生）时为四川大学服装设计与工程专业硕士研究生，研究方向为少数民族服饰文化遗产研究。张皋鹏（通讯作者，1992年生）时为四川大学副教授，研究方向为服装结构设计与服装数字化。该研究以论文形式发表在《西部皮革》期刊（West Leather），刊载于2020年第42卷第11期，文章页码为118-119页，文章编号为1671-1602（2020）11-0118-02。
二、 研究背景与目标
本研究属于服装数字化、文化遗产保护与虚拟仿真技术交叉的学科领域。其学术背景主要基于两个层面的紧迫性和技术趋势：一是羌族服饰作为四川省级非物质文化遗产，是羌族文化的重要载体（因羌族无文字，服饰图案被视为“羌族的文字”），正面临文化传承断代、生存空间受威胁的严峻现实；二是以计算机技术为核心的虚拟仿真技术（Virtual Simulation Technology）为传统服饰的数字化保护与动态三维展示提供了新的技术途径，已成为该领域的重要发展趋势。
在此背景下，本研究旨在探索并实践一种具体、可操作的数字化保护方法。其核心目标或研究目的是：提出并验证一套基于虚拟仿真技术的、针对羌族女装的完整三维数字化展示与保护流程，以期通过数字化手段精确复原羌族女装的图案、结构和工艺，克服传统实物保护的局限性（如易损、难保存、展示维度单一等），从而更有效地服务于羌族服饰文化的传承与保护。
三、 详细工作流程
本研究构建了一个从二维纸样复原到三维动态展示的完整数字化工作流，主要包括三大关键步骤：结构建模、图案建模和三维建模。每个步骤环环相扣，数据处理流程清晰。
1. 结构建模 此步骤的核心目标是获得研究对象——一套经典羌族水红色万字纹长衫与牡丹围腰套装的精确二维平面纸样。研究流程始于实地调研和对选定实物服装的精确尺寸测量。研究团队获取了详尽的尺寸数据，例如长衫的衣长（126cm）、胸围（100cm）、摆围（148cm）、袖长（77.5cm）等，以及围腰的长宽（68.5cm, 40cm）、腰带长宽（93cm, 8cm）等，这些数据被系统记录在论文的表1和表2中。这些测量数据是后续所有数字化工作的基础。 基于测量数据和服装的款式结构分析，研究首先使用AutoCAD软件绘制服装的结构图。然后，将生成的DXF格式文件导入专业的服装CAD软件“富怡CAD”中，利用该软件的功能生成可用于裁剪和缝制的生产用服装纸样。这一过程完成了从实物尺寸到标准化二维平面纸样的转化，生成的纸样（论文图2所示）是后续虚拟缝合的基础。
2. 图案建模 此步骤旨在将羌族女装上极具文化价值的刺绣图案进行矢量化、数字化，为三维模型赋予真实的纹饰细节。研究采用尼康D5300单反相机对长衫、围腰和腰带进行高清晰度的图像采样，以确保图案细节的完整性。随后，关键的图案数字化工作主要在Adobe Illustrator（AI）软件中完成。 具体流程是：将AutoCAD生成的DWG格式结构图导入AI软件，并以1:1的比例将其作为底层参考。研究人员对照实物平铺照片（论文图1）和前期测量的尺寸，在对应的纸样区域（如领口、袖口、斜襟、下摆、围腰面等）使用AI的矢量绘图工具，逐一对回字纹、中国结纹样、花卉纹饰以及围腰上的“锦鸡穿牡丹”等复杂图案进行精细的描摹和重建。这一过程生成了与服装结构严格对应的独立图案模型（论文图3所示），其矢量化特性保证了图案在任何缩放比例下都能保持清晰，为高质量的三维渲染做好了准备。
3. 三维建模与展示验证 这是实现从二维到三维转化的核心步骤，主要依托于专业的服装三维仿真软件CLO3D完成。研究流程如下：首先，将在富怡CAD中制作好的服装纸样输出为标准ASTM格式的DXF文件，并导入到CLO3D软件中。在CLO3D的二维窗口内，研究人员根据实物服装的实际缝合工艺（如侧缝、肩缝、袖窿等），对虚拟纸样进行模拟缝合设定。 其次，将第二步在Adobe Illustrator中创建的图案模型文件，分别导入到CLO3D中对应的纸样裁片上，实现图案与服装结构的精确匹配。接着，为虚拟服装赋予面料属性（研究中选用棉质面料），并选定一个标准的女体模特（165/84A号型）。通过调整服装的穿着状态、褶皱等细节，最终完成羌族女装套装的静态三维模型构建（论文图4和图5展示了此工作流程及效果图）。 完成建模后，研究并未止步，而是进行了系统的三维展示验证，这一环节构成了研究数据分析和结论支撑的关键部分。验证主要从三个维度进行：第一，将生成的三维仿真效果图与实物平铺图进行直接视觉对比，分析仿真效果的逼真度。第二，利用CLO3D软件的动态模拟功能，让虚拟模特执行移动、姿势变化等动作，观察服装在动态和静态两种状态下，其结构特征、图案细节（如飘带摆动）是否都能被清晰、完整地展示。第三，评估三维模型中面料质感的仿真程度，与实物触感进行比对分析。
四、 主要研究结果
本研究通过上述严谨的工作流程，取得了一系列具体且可验证的结果，这些结果逐步递进，共同支撑了最终的研究结论。
在结构建模环节，研究成功获得了该套羌族女装精确的数字化纸样。这些纸样（表1、表2数据及图2）不仅记录了服装各部位的具体尺寸，更重要的是通过CAD技术将传统手工裁剪经验转化为可编辑、可复用的数字文件，为后续的虚拟缝合和任何可能的尺寸放缩提供了精准的几何基础。
在图案建模环节，研究实现了复杂民族图案的高保真矢量数字化。生成的图案模型（图3）精确还原了“万字纹”、“回字纹”、“中国结”及“锦鸡穿牡丹”等羌族特色纹样的造型、布局和连续形式（如二方连续）。矢量格式确保了这些文化符号在数字化档案中永不失真，且可以独立于服装结构进行编辑、研究或再创作，这是对图案文化信息的一种深度提取和保存。
三维建模与验证环节产生了本研究的核心可视化成果和关键分析数据。首先，研究成功在CLO3D环境中实现了羌族女装的三维虚拟穿着展示。验证结果表明：1. 仿真完成度高：三维模型在款式、结构、图案布局上与实物图高度一致，成功复原了A形长衫、连身袖、斜襟、围腰、飘带等所有关键特征。2. 动态展示性能良好：通过软件模拟，服装在模特静态站立和动态移动时，其整体形态、结构线、以及装饰细节（如下摆纹样、飘带）均能得到清晰呈现，证明了该数字化方法适用于多角度的动态文化展示，突破了静态陈列的局限。3. 面料质感基本达标：分析指出，虚拟面料虽然暂时无法完全模拟实物手工纺织面料的独特粗糙质感，但在视觉上已能基本满足三维展示的需求，传达了服装的材质感。
这些结果之间存在清晰的逻辑链条：精确的二维纸样（结果1）是虚拟缝合和保证服装合体性的前提；高精度的矢量图案（结果2）是赋予三维模型文化灵魂的关键；而最终三维模型的高仿真度和良好的动静态展示效果（结果3），则是前两个环节成果的综合体现和验证。这三个环节的结果共同证明，所提出的技术流程是可行且有效的。
五、 研究结论与意义
本研究得出的核心结论是：基于虚拟仿真技术、结合服装CAD、矢量图形软件和三维服装仿真软件的工作流程，能够精确、有效地实现羌族女装的三维数字化展示。这种方法不仅复原了服装的外观，更深入记录了其结构、工艺和图案文化内涵。
其科学价值在于，它将计算机图形学、数字化设计的方法系统性地应用于民族服饰文化遗产保护这一特定领域，提供了一套可重复、可推广的技术方案模板。该研究验证了从数据采集（测量、拍照）、信息处理（CAD制版、AI绘图）到三维重建与渲染（CLO3D仿真）全链条的可行性，为“图案复杂的传统服饰”这类特殊对象的虚拟展示提供了明确的方法论参考和具体的技术路径。
其应用价值则更为直接和广泛：首先，为羌族乃至其他少数民族服饰文化的保护提供了“数字化档案”的新形式，这种档案不易损毁、便于传播和长期保存。其次，为博物馆、文化机构的展览展示提供了创新的手段，可以实现服装的360度观赏、内部结构剖析甚至虚拟试穿，极大增强了公众教育的互动性和趣味性。最后，该技术也能应用于服装设计、历史服饰复原研究等领域，具有跨学科的应用潜力。
六、 研究亮点
本研究的亮点主要体现在以下几个方面：
七、 其他有价值内容
论文中提供了非常具体的数据（如全部尺寸测量表）和清晰的软件操作中间成果图（纸样图、图案建模效果图、三维建模流程图），这些内容极大地增强了论文的可复现性，对于后续希望借鉴该方法的研究者或学生而言，是极为宝贵的参考资料。同时，研究在引言和结论部分都强调了虚拟仿真技术对于解决传统服饰保护困境（如传承断代、实物保护难）的宏观意义，将具体的技术实践提升到了文化传承战略的层面，拓宽了研究的视野。