Обоснование целесообразности применения метода цифровой фотографии при проектировании одежды

Согласно факту вступления в ВТО проблема конкурентоспособности швейных изделий становится особенно актуальна. А это, в свою очередь, означает частую смену моделей и производство одежды малыми партиями. Очевидно, что без автоматизации производства не обойтись. Тем более, что легкая промышленность уже готова к восприятию новых технологий в области автоматизации производства.

Еще где несколько лет назад только крупные предприятия имели возможность устанавливать системы автоматизированного проектирования одежды (САПР). А сегодня такая возможность есть уже и у малых предприятий, даже в отдельных специалистов, которые производят одежду по индивидуальному заказу. При этом приоритетным остается вопрос адресного проектирования швейных изделий, которое базируется на основе анализа "образа" потребителя. Современные САПР одежды предлагают использовать для этого различные варианты, один из которых цифровая фотография.

В последнее время существует много исследований посвященных использованию цифровой фотографии для целей проектирования одежды, но они касаются получения размерных признаков или исследования эргономичной соответствия одежды фигуре человека. Параллельно с этим исследуются современные САПР одежды, совершенствуются отдельные этапы разработки новых моделей и предлагаются новые методики. Но, отсутствуют обобщающие исследования, посвященные целесообразности использования цифровой фотографии потребителя на различных этапах в САПР одежды, что и стало задачей данной работы. Поэтому с целью усовершенствования процесса проектирования одежды необходимо проанализировать соответствующий процесс проектирования одежды с помощью САПР и рассмотреть возможности использования метода цифровой фотографии на соответствующих этапах проектирования.

Качество проектирования швейных изделий напрямую зависит от исходной информации. В течение длительного времени к этой информации относились лишь размерные признаки потребителя. Но, если опираться на принципы адресной проектирования швейных изделий, то необходимо иметь так называемый "образ" потребителя, который в случае массового производства формируется по принципу единства требований группы потребителей к одежде.

На сегодня не существует научно обоснованного процесса определения этого «образа». Например, профессор Шершнева Л.П. предлагает ориентироваться на систему признаков внешней формы фигуры человека (габитус):
• тип геометрии фигуры человека;
• антропоморфологични соотношение частей тела;
• цветная определенность типа (образа).

Наиболее распространенными являются два варианта получения и сохранения такой информации: трехмерное сканирование человеческого тела (3D body scan) и фотографирование. Для определения наиболее актуального варианта сделаем небольшой сравнительный анализ:

1. Высокая стоимость сканеров, достигает сотни тысяч долларов, делает практически невозможным их использование при массовом производстве одежды, в то время, как многообразие моделей цифровых фотоаппаратов позволит любом производителю найти приемлемый вариант.

2. Создание реалистичного трехмерного манекена с возможностью использования его при проектировании одежды еще не решена проблема. Большинство виртуальных манекенов, которые используются в современных САПР одежды имеют дефекты реалистичности изображения, что соответственно не позволяет получить полную информацию о потребителе.


3. Несмотря на развитие 3Dпроектування невозможно выполнение такого вида работ, как моделирование, в трехмерном пространстве, по крайней мере, сегодня. Поэтому, полученная с помощью 3D проектирования базовая конструкция экспортируется в одну из совместных САПР, к которым относятся «Инвестроника», «Комтенс», «Грация» и др.. В этих же системах на плоскости и осуществляются все последующие этапы проектирования одежды. Кроме того некоторые САПР одежды, например "Грация", предлагают связь между техническим эскизом и конструкцией одежды (имеется в виду возможность переноса по техническому эскизу в конструкции отдельных элементов).

4. Существует и чисто субъективный фактор, на протяжении веков человечество видело свое изображение на плоскости, (Живопись фотография). А что говорить уже о портных, которые никогда не разрабатывали конструкции в трехмерном пространстве. Человеческая ригидность (негибкость) к окружающему миру и в этом случае играет на руку фотографического изображения.

Очевидно, наиболее информативным носителем информации о внешнем виде потребителя есть цветная фотография, а учитывая достижения научно-технического прогресса речь идет о цифровой фотографии. Поэтому возникает необходимость в получении фотографического изображения потребителя, характерного для определенного сегмента рынка (при массовом производстве) или конкретного заказчика (при индивидуальном производстве).

Вопросы вызывает сам процесс фотографирования, поскольку надо учитывать перспективную проекцию, масштаб и оптическую аберрацию, а все это приводит к искажению линейных размеров.
Существуют два варианта решения этой проблемы: учет искажений или соблюдения таких условий фотосъемки, которые позволяют практически избежать искажений.

Первый способ нашел отражение в программном продукте фирмы "Вилар софт" ЛЕКОФ.
Второй способ был усовершенствован в диссертационной работе автора для получения размерных признаков фигуры человека при массовых антропометрических исследованиях. В результате были предложены оптимальные условия фотосъемки, которые гарантируют уровень искажений линейных размеров, сравним с контактными измерениями:
• параллельности плоскости, в которой располагается сфотографирован объект и плоскости изображения камеры, что достигается использованием стандартного штатива для фотоаппарата с уровнем, что также позволяет избежать нерезкости изображения, вследствие нестабильности фотокамеры;
• фотоаппарат центрируется на уровне середины фотографируемого объекта, что означает нахождение изображения внутри кадра;
• изображение объекта фотографируется занимает большую часть экрана фотоаппарата, что достигается изменением фокуса;
• оптимальное расстояние между камерой и объектом съемки равна 3 м.

Таким образом, можно получить фотографическое изображение человека и соответствующую исходную информацию о потребителе, например о габитус, или о размерные признаки. Следующим этапом становится разработка эскиза.

Для решения этих задач можно использовать средства компьютерной графики, например, универсальные графические редакторы, которые по способу кодирования изображения подразделяются на растровые (Adobe Photoshop) и векторные (Corel Draw, Adobe Illustrator).

Многие инструменты рисования, редактирования, преобразования объектов и т.д. аналогичны как в растровой, так и в векторной графике. Поэтому, отметим наиболее принципиальные отличия, учитывая задачи САПР одежды:

• объем файла векторного рисунка зависит только от сложности рисунка, а растрового размера;
• при печати программа редактирования векторной графики посылает на соответствующие устройства вывода математические выражения, что позволяет получать четкое, контрастное изображение, независимо от размера;
• поскольку цифровые фотографии состоят из точек, то растровая графика идеально подходит для редактирования и фотографий, и сканированных; векторная графика допускает импорт подобных изображений и выполнения многих операций редактирования, но возможности растровой графики в данном случае значительно выше;
• векторная графика допускает возможность управления трехмерными объектами, которые являются наиболее перспективным направлением компьютерной графики.

Очевидно, существует возможность создания эскиза разного уровня и качества. Но при этом отсутствует информационная связь между эскизом и конструкцией изделия. Поэтому современные САПР одежды предлагают совершенно иной подход к созданию эскизов, а именно технического. Он заключается в создании технического эскиза с применением метода математических преобразований и объясняется идеей аналитического подхода к созданию технического эскиза.

Алгоритм создания эскиза автоматически записывается в системном коде, что позволяет воспроизвести созданный эскиз на графической модели фигуры. Этим обусловлены и некоторые изменения в самой функции технического эскиза. Если раньше достаточно было выдержать основные пропорции изделия и точно отразить элементы поверхности (швы, карманы, застежки и т.д.), то на сегодняшний день существует необходимость в техническом эскизе, выполненном на чертеже абриса (проекции сечений) фигуры или на фотографии реального человека.

Рассмотрим процесс создания технического эскиза в САПР «Грация». Совместно со специалистами Ивановской государственной текстильной академии были созданы модули построения абрисов типовых фигур (вид спереди, со спины и сбоку).

Теперь конструктор выбирает нужную типологию и задает размерные признаки. Система строит соответствующие абрисы фигур. На полученной фигуре строится технический эскиз. Возможности системы позволяют получить технические эскизы во всех размерах и ростах, и в случае необходимости, внести изменения в пропорции изделия. Предложенная схема позволяет организовать непосредственную связь эскиза с конструкцией, когда, оценив эскиз, может измениться конструкция.

Но на этом принцип аналитической построения технического эскиза не заканчивается, ведь технический эскиз и конструкция изделия построены по одним и тем же размерных признаках. Соответственно существует связь по построению, т.е. появляется возможность перенести с технического эскиза в конструкцию элементы. Изменении размерных признаков происходит автоматическая перестройка и этих элементов. Таким образом, замыкается информационный цепочку "технический эскиз конструкция изделия", что позволяет на основании эскиза получать гармоничное изделие в любых размерах.

Возникает вопрос: каким образом аналитически построен абрис фигуры и технический эскиз связан с фотографией конкретного потребителя? Остановимся на таком понятии, как слой (англ. layer).
Слой можно представить в виде прозрачной пленки, на которую нанесено изображение. При этом количество слоев достаточно велика и основная их свойство независимости от всех остальных в композиции.

Таким образом, если фотографический образ располагается на одной версте, а аналитически построен абрис на другой, то возможно скорректировать этот абрис согласно фотографии и затем строить эскиз. В дальнейшем есть возможность увидеть технический эскиз непосредственно на фотографии.

Сам процесс создания технического эскиза может происходить несколькими способами, в зависимости от от возможностей САПР.

Во-первых, создание эскизов "от руки" средствами компьютерной графики.
Во-вторых, использование моделей в электронном виде журналов или Интернета. При необходимости возможны корректировки модели в соответствии с фигуры, изменение конструктивно-декоративних деталей и так далее.

В-третьих, применение метода комбинаторного синтеза, который заключается в компоновке модели из основных и конструктивно-декоративних деталей соответствующей базы данных с последующим их редактированием.

Использование слоев дает широкие возможности при таком создании эскиза. Например, есть возможность "переодевать" человека до тех пор, пока не будет найден искомый образ.

Кстати, компьютерная графика позволяет наделить модель визуальнореалистичнимы эффектами (варьировать цветовыми решениями или фактурами материалов, полученными с помощью той же цифровой фотографии). В результате появляется возможность достаточно точно представить внешний вид будущей модели на конкретном заказчику.

Есть еще один положительный аспект создания технического эскиза средствами компьютерной графики на фотографическом изображении человека. Существует такой парадокс, когда люди, совершенно не умеют рисовать на бумаге, создают прекрасные изображения с помощью компьютерной графики. Это объясняется тем, что они могут не владеть техникой рисования, но имеют художественное восприятие и в совершенстве владеют инструментами компьютерной графики. Кстати с помощью специальных эффектов и фильтров всегда можно получить иллюзию рисования изображения от руки. И если этот момент не актуален для художников модельеров, то многим конструкторам одежды может пригодиться.

Итак, были рассмотрены возможности использования цифровой фотографии на разных этапах проектирования одежды. Установлена актуальность использования цифровой фотографии для получения исходных данных о потребителе, а также создание технического эскиза на фотографическом изображении человека. Необходимость использования при этом средств компьютерной графики создает предпосылки для более углубленного ее изучения студентами профильных ВУЗов, что обеспечит более качественную подготовку специалистов в области легкой промышленности, а именно дизайна одежды.