Modelarea 3D a produselor de îmbrăcăminte destinate mediului virtual

Aileni Raluca Maria – Universitatea Tehnică ”Gh. Asachi” Iaşi,

railenei@tex.tuiasi.ro

Abstract Această lucrare prezintă simularea suprafeŃelor textile în mediul virtual. Simularea statică a comportamentului suprafeŃei textile în mediul virtual necesită cunoştiinŃe despre forŃe de natură internă şi externă ce acŃionează asupra suprafeŃei textile, despre natura obiectelor de coliziune. Prin utilizarea metodei elementului finit (FEM) suprafaŃa textilă este divizată într-un număr reprezentativ de poligoane. Este posibilă utilizarea tiparelor pentru a genera modelul 3D şi în final se poate realiza simularea. Pentru simularea 3D a produselor de îmbrăcăminte este necesar să fie importat fişierul ce conŃine corpul virtual, să se genereze modelul discret corespunzător proprietăŃilor suprafeŃei textile şi să se asambleze tiparele 2D pe manechin. Lucrarea sintetizează aspecte privind modelarea şi simularea numerică a produselor de îmbrăcăminte în mediul virtual, subliniind avantajele realizării şi verificării prototipurilor în mediul virtual.

1. Introducere

Pentru a realiza modelarea suprafeŃei textile s-au aplicat o varietate de tehnici. Dintre aceste tehnici putem aminti modelarea continuă, discretă şi modelarea dinamică. Simularea comportamentului suprafeŃei textile în mediul virtual a fost rezolvată folosind metoda elementului finit (figura 1). Preocupări în acest domeniu pot fi găsite în literatura de specialitate, Ng si Grimsdale[1]. În anul 1997 Gibson şi Mirtich[2] au prezentat un studiu mai puŃin particularizat, dar general, în tehnicile de grafică pe calculator pentru un model deformabil.

Simularea suprafeŃei textile a fost realizată prima dată de Weil [3], în 1986, utilizând o tehnică geometrică, care implică o curbă realizată de un cablu inextensibil cu capetele fixate, pentru a mima drapajul static al unui material suspendat în două puncte.

Există definite tehnici de modelare discretă sau continuă, statică sau dinamică pentru simularea aspectului suprafeŃelor textile utilizate în produse pentru decoraŃiuni sau în produse de îmbrăcăminte. Simularea dinamică a comportării suprafeŃei textile impune cunoaşterea forŃelor care acŃionează asupra suprafeŃei textile cât şi cunoaşterea coliziunilor de natură internă care au loc.

Modelarea şi vizualizarea suprafeŃei textile 2D în mediul virtual, folosind un simulator implică: • Definirea geometrică a parŃilor de produs şi a obiectelor care intră în coliziune cu

produsul (corpul uman); • Legile optice ale simulării (rendering); • Legile dinamice ale ale simulării (forŃe, acceleraŃii, viteze, energii); • InteracŃiunea cu mediul ambient ( detecŃia coliziunilor şi răspunsul). • Definirea punctelor de constrângere (pins).

Figura 1 : Modelarea suprafeŃei textile utilizând elementul finit

Universitatea din Bucureşti şi Universitatea de Medicină şi Farmacie Târgu-Mureş 162

Simularea suprafeŃei textile este în principal concentrată în interacŃiunea dintre diferitele părŃi ale suprafeŃei textile şi alte obiecte. 2. Modelarea suprafeŃei textile

Modelarea suprafeŃei textile necesită un model mecanic ce trebuie adoptat pentru aproximarea comportării părŃilor suprafeŃei textile. Poate fi un model parametric care să înlesnească simularea diferitelor materiale ( bumbac, lână, mătase).

Este foarte importantă studierea constrângerilor ce pot să apară, aceste constrângeri preocupând limitele de mişcare ale produsului, cum ar fi cele cauzate de asamblările produsului de îmbrăcăminte.

Pentru o modelare cât mai realistă trebuie detectate coliziunile între produs şi alte corpuri (uman sau obiecte din jur) dar şi autocoliziunea (coliziunea între părŃi ale aceluiaşi produs). AcŃiunea de mişcare a suprafeŃei faŃă de alt obiect produce coliziunea care este urmată imediat de un răspuns fizic (reacŃiune) care trebuie interpretat pentru a fi simulată suprafaŃa textilă Ńinând cont de rezistenŃe şi frecare.

SuprafaŃa textilă va fi modelată pe obiecte de tip single frame (figura 2). Pentru modelarea produsului pe corpul uman este necesar un

manechin parametrizat în format adecvat mediului virtual (figura 3). Manechinul parametrizat poate fi dimensionat pentru orice mărime şi poate fi folosit pentru a realiza corpuri care nu se încadrează în standardul tehnic de mărimi. Varianta folosită pentru obŃinerea corpului 3D, constă în scanarea unei persoane şi realizarea manechinului parametrizat din corpul scanat.

Prin modelarea suprafeŃei textile, prin texturare, iluminare, şi tehnici de rendering se urmăreşte obŃinerea unei suprafeŃe în mediul virtual care să reflecte cât mai fidel realitatea[4]. Forma spaŃială a produsului modelat este influenŃată de parametrii fizici ai suprafeŃei textile simulate (drapaj, extensibilitate şi flexibilitate).

Figura 3 : Modelare produs textil pe corp parametrizat

Figura 2: Obiect-single frame (corp uman)

ConferinŃa NaŃională de ÎnvăŃământ Virtual, ediŃia a VIII-a, 2010 163

Modelarea virtuală a corpului uman şi a produselor de îmbrăcăminte (figura 4) poate fi folosită pentru realizarea magazinelor virtuale, a lumilor virtuale de tip ”second life” şi pentru realizarea jocurilor video. 3. Concluzii

Avantajele modelării şi simulării virtuale a suprafeŃei textile

sunt: �verificarea corespondenŃei între caracteristicile de produs

şi destinaŃia utilizării acestuia; �economie de timp în execuŃie; �alegerea rapidă a materialului textil adecvat; �realizarea virtuală a prototipului optim pentru producŃie; �economie de materii prime; �productivitate ridicată în realizarea prototipurilor; �reacŃie rapidă la cerinŃele pieŃei. Modelarea 3D a suprafeŃei textile este o etapă importantă în procesul de proiectare a

produselor de îmbrăcăminte. Modelarea şi simularea în mediul virtual necesită resurse hardware şi software performante.

Bibliografie

[1] Gibson and Mirtich - A Survey of Deformable Modeling in Computer Graphics (1997); [2] Hing N. Ng., Richard L. Grimsdale- Computer Graphics Techniques for Modeling Cloth; [3] Jerry W.: The synthesis of cloth objects, ACM SIGGRAPH Computer Graphics, v.20 n.4, p.49-54, (1986). [6] [4] http://usa.autodesk.com

Figura 4 : Modelare produs pe corp virtual