一种基于服装CAD软件的参数化帽檐结构设计方法

摘要

本发明提供了一种基于服装CAD软件的参数化帽檐结构设计方法，其特征在于：先运用数学原理，引入圆台几何模型；其次创建三维帽檐倾斜角度与帽檐绘制时二维曲率半径的关系数学模型；然后运用参数化服装CAD软件平台，建立帽檐基型纸样，根据款式需求，通过修改尺寸表尺寸或细部尺寸，自动生成所需的帽檐纸样。本发明方法的技术效果是：确立了帽檐纸样设计的理论依据，建立了帽檐纸样基型，可以实现不同尺寸、不同款式帽檐版样的自动生成。解决了传统需要靠经验及反复试验的方法绘制帽檐的技术问题，降低了设计成本，提高了工作效率，满足了度身定制帽子的生产需求。

说明书

技术领域

本发明属于服饰技术领域，具体涉及到帽子生产制版过程中帽檐参数变化的结构设计 技术，特别是基于服装CAD软件，将三维帽檐角度转化为二维帽檐曲率的参数化设计方法。

背景技术

随着服装款式和穿着礼仪的日趋自由和随意，帽子已逐渐成为时尚的焦点，多变的款 式深受现代女性喜爱。而在学术研究中，帽子的结构设计往往被忽视，在相关书籍中它被 看作是服饰配件，且对其论述的篇幅十分有限，对帽子结构设计的原理和方法缺少系统的 研究和探索。

帽檐是帽子设计中最赋予变化的部件之一，帽檐前后、左右角度可随意设计，如何将 不同部位的三维帽檐角度转化为二维曲率成为了帽檐结构绘制的难点。传统上使用反复试 样的方法来设计和改进帽檐纸样。这种传统设计方法的缺点在于：重现率及效率低，且款 式变化具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率高且款式变化多的帽檐结构设计方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于服装CAD软件的参数化帽檐 结构设计方法，其特征在于，步骤为：

步骤1、将帽檐等效为一个椭圆台，椭圆台中面积较小的底面的外圆周缘为帽围线， 建立椭圆台模型，将该椭圆台的外圆周缘划分为前、后、左、右四个区域，左右两侧区域 关于底面的水平中心线左右对称，该椭圆台侧面展开后，前区域的曲率半径后区域的曲率半径左右两侧区域的曲率半径θ_f、θ_b、θ_s分别为 前区域、后区域、左右两侧区域的椭圆台侧面倾角，r_f、r_b、r_s分别为帽围线与前区域、 后区域、左右两侧区域所对应的区域的半径；

步骤2、利用服装CAD软件绘制根据人体头围尺寸绘制帽围椭圆形截面，再根据帽围 椭圆形截面绘制帽檐基型，帽檐基型为步骤1建立的椭圆台模型的侧面展开形状；

步骤3、通过改变θ_f、θ_b、θ_s来调整曲率半径R_f、曲率半径R_b及曲率半径R_s，从而 改变帽檐的倾斜角度，使帽檐的倾斜角度符合设计要求，通过调整帽檐基型的宽度来调整 帽檐的宽度，得到帽檐纸样。

优选地，还包括：步骤4、从得到的帽檐纸样上截取帽檐的设计形态，从而得到最终 帽檐纸样。

本发明的技术特点是：

1、本发明基于圆台几何模型，通过构建帽檐三维角度与帽檐二维曲率之间的关系数 学模型，采用具有参数化功能的服装CAD软件，创建帽檐基型，通过对帽檐总体尺寸和 细部尺寸的修改，实现版样自动生成。

2、本发明区别以往的主观经验判断、反复试验方法，科学合理，方便实现多变的帽 檐款式纸样自动生成。

本发明方法的技术效果是：确立了帽檐纸样设计的理论依据，建立了帽檐纸样基型， 可以实现不同尺寸、不同款式帽檐版样的自动生成。解决了传统需要靠经验及反复试验的 方法绘制帽檐的技术问题，降低了设计成本，提高了工作效率，满足了度身定制帽子的生 产需求。

附图说明

图1A为圆台几何模型；

图1B为圆台展开图；

图2为椭圆帽围水平截面图；

图3A为帽檐纸样基型绘制过程图；

图3B为帽檐纸样基型；

图4为平顶造型太阳帽实施例款式图；

图5A为针对图4中的帽檐的帽檐纸样基型绘制过程图；

图5B为针对图4中的帽檐的帽檐纸样基型；

图6为鸭舌帽实施例款式图；

图7A为针对图6中的帽檐的帽檐纸样基型绘制过程图；

图7B为针对图6中的帽檐的帽檐纸样基型。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本发明方法的原理和步骤如下：

一、构建帽檐数学模型：

在进行帽檐基型的建立之前，引入圆台几何模型，如图1A及图1B所示，图1B的实线 部分是圆台展开后的形态。在图1A中，由余弦公式可知：即：

$R=\frac{r}{\cos \theta }---(1-1)$

由公式1-1可知，圆台展开后的半径R只与该半径对应的圆台半径r及角度θ有关。

根据人体头部特征，人体头部的截面形态非正圆形，头宽比约为0.85的椭圆形，因此 可以将帽檐看成一个椭圆台，此时，在公式1-1中，R为帽围线某点处的曲率半径，r、θ 分别为该点对应的椭圆截面半径和帽檐倾斜角度。根据图2椭圆截面绘制原理则， r_s＝(帽围/3+0.3)*0.85，代入公式1-1得到：

R_f、R_b、R_s分别代表帽檐展开后前、后、左右两侧的曲率半径；θ_f、θ_b、θ_s分别代 表帽檐前、后、左右两侧的椭圆台侧面倾角(即与水平面的夹角，亦为帽檐倾角)；r_f、r_b、 r_s分别代表帽围线前、后、左右两侧对应的半径。此处认为帽檐左右对称，将帽檐分为前、 后、左右两侧四个区域分别绘制。

二、参数化帽檐基型建立：

本实施例以航天ARISA服装CAD软件为平台进行参数化帽檐结构设计。航天ARISA系 统具有强大的联动修改的智能化和参数化结构设计功能，可以在电脑和操作者之间形成人 机对话，通过改变参数，改变需要变动的结构部分，而不是对整个结构进行修改，从而大 大节省人力、物力和财力。

1、电脑打版准备工作

作图环境设置：

打开航天CAD样片设计系统，用鼠标移动屏幕上的光标，指示“设置”并按左键，在 单位(厘米、市寸、英寸)栏中选择厘米。

尺寸表建立：

光标移至菜单栏“文件”处，单击鼠标左键，选下拉菜单中“新建尺寸表文件”选项， 屏幕弹出部位选项对话框。根据需要点取头围(此处表示帽围)、比例1(前后头宽与左右 头宽之比)并确定。屏幕弹出新建尺寸表图形界面，即可新建尺寸表文件。单击增加码号， 输入新码编号56并回车，激活每一部位空格，输入相应总体规格。头围为56cm，头宽比 0.85，尺寸表文件名为“帽檐基型尺寸表.sss”，单击保存。针对不同的帽子款式，可根 据款式需求修改各部位尺寸。同时，也可增加码号，实现一款多码的款式自动放码。

打开“文件”菜单栏，选择下拉菜单中的“新建样片文件”单击，选择刚刚保存的“帽 檐基型尺寸表.sss”尺寸表文件，此时进入了样片设计工作状态。

2、帽围椭圆形绘制

帽围线所在的头部截面近似为椭圆形，采用服装CAD的绘制方法如下(如图2所示)：

单击射线功能键，取前后头宽＝头围/3+0.3，做线段bb′，用等分线功能键取线段bb′线 中点O。

单击垂线功能键，做线段bb′的垂线aa′，垂线aa′的长度为“线段bb′的长度×头宽比 (0.85)”。

在线段bb′上，用线上取点功能键，取分别找出点O₁、O₂。

单击宏命令功能键，选择Circle2，分别以O₁、O₂为圆心，线段Oa长为半径，画圆。 再分别以a、a′为圆心，垂线aa′的长度为半径画圆。四条圆弧围成一个椭圆，完成头围椭 圆截面绘制，如图2所示，保存为“帽围椭圆形截面.whl”文件。

其中：r_s＝(帽围/3+0.3)*0.85

3、帽檐基型的绘制

打开航天CAD，进入样片设计工作状态，打开“帽围椭圆形截面.whl”文件，帽檐基 型绘制过程如图3A及图3B所示。

点击射线功能键，根据公式1-2、1-3、1-4，绘制水平射线O₃f、O₄b、O₁S，长度分 别为(θ_f＝30°，θ_b＝35 °，θ_s＝40°)。即

单击宏命令功能键，选择Circle2，分别以O₃为圆心，长度O₃f为半径画圆弧以O₄为圆心，长度O₄b为半径画圆弧再以O₁为圆心，长度O₁S为半径画圆弧单击线上取点功能键，分别在所画圆弧上取点，弧点f、b、S分别为中点。单击射线功能键，分别连接m₁O₁、m₂O₃、m₃O₃、 n₁O₁、n₂O₄、n₃O₄。

单击延长线功能键，延长Of至f′点，ff′为前帽檐的宽，延长Ob至b′点，bb′为后帽 檐的宽，延长OS至S′点，SS′为侧帽檐的宽。(帽檐的宽度与帽子的款式有关，图3A及图 3B中，设置帽檐前后宽度一致，均为8cm)。延长O₁m₁至m₁′，m₁m₁′长度为(ff′+SS′)/2， m₂m₂′＝m₁m₁′；延长n₁O₁至n₁′，n₁n₁′长度为(bb′+SS′)/2，n₂n₂′＝n₁n₁′。

单击选择结构图点线，选取m₁m₁′、m₂m₂′、n₁n₁′、n₂n₂′、SS′及弧以f′b′为 对称轴复制并对称，如图3A所示。

最后采用线靠线功能，单击自由曲线功能键，连接帽檐外边沿，建立了帽檐基型，见 图3B，另存为“帽檐基型.whl”文件。

三、不同尺寸及款式的帽檐纸样自动生成

帽檐的变化主要在两个方面：帽檐倾斜角度的变化和帽檐宽度的变化。

常见的帽檐角度变化有如下几种，见表1：

  ∠F   ∠S   ∠B   1   0   0   0   2   20°   20°   20°   3   30°   35°   40°   4   45°   50°   55°   5   60°   65°   70°

表1典型帽檐的角度变形种类

在帽檐基型中，r值只与人体头部尺寸有关，与帽檐款式无关。根据公式1-1，改变cosθ 的值，帽檐的曲率半径，即O₃f、O₄b、O₁S长度发生变化。因此可以认为改变O₃f、O₄b、 O₁S的长度，就能改变帽檐的倾斜角度。进入修改模式，单击所要修改的直线如O₃f，只 需修改cosθ的值，按回车，即可生产新的帽檐弧度，进而自动生成帽檐结构图。

帽檐的宽度与帽子的款式造型有关，帽檐宽度的变化也可通过修改模式进行修改。进 入修改模式，单击直线ff′、SS′、bb′即可修改这三个变量的值。

例1：平顶造型太阳帽帽檐纸样自动生成

平顶造型太阳帽(图4)具体细部规格尺寸见表2：

表2平顶胸花太阳帽细部规格尺寸

调用帽檐基型“帽檐基型.whl”文件，单击功能键，根据帽子规格尺寸，修改：头围 (56cm)、比例1(0.85)的值。用修改模式，改变帽檐细部规格。因为，cos30°＝0.866， cos35°＝0.819，cos40°＝0.766，因此将图5A中的O₃f、O₄b、O₁S的值分别改为 修改ff′＝10.5cm、 bb′＝10.2cm、SS′＝10.4cm，即可生成如图5B所示帽檐，换名保存文件“平顶造型太阳帽 帽檐.whl”。

例2：鸭舌帽帽檐纸样自动生成

上述基型的角度变化方法适用于所有帽檐款式，鸭舌帽(图6)帽檐亦可在帽檐基型 的角度设定后，截取鸭舌形态。绘制方法如图7A及图7B所示：

打开“帽檐基型.whl”文件，根据帽檐倾斜角度变化方法，变更帽檐倾斜角度：∠ F＝∠S＝40°(鸭舌帽帽檐只需改变前、侧帽檐角度)，单击线上取点功能键，取m点，重复 使用线上取点功能键，分别找出c、d点。(m、c、d各点的位置与帽檐的款式有关，图中 fd＝5.6cm，cg＝2.8cm，弧f^Λm＝9.5cm)

单击选择结构图点线，选取点m、c，作ob直线的对称点，对称点分别为n、e。单 击自由曲线功能键，连接m、c、d、e、n各点，即可形成鸭舌帽檐轮廓线。另存为“鸭舌 帽帽檐.whl”文件。

经过实验验证，本发明方法获得的帽檐版样适用于不同尺寸、不同款式的各种帽檐。 且款式变化方便，实用性广，非常适用于帽子企业的生产。帽檐数学模型的建立，也为帽 檐三维角度与二维曲率间的转化提供了科学依据。并且本发明提供的方法还首次将服装 CAD软件运用到帽子纸样自动生成中去，具有独创性意义。