Nghiên cứu xây dựng phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục ứng dụng mô phỏng 3 chiều

MỞ ĐẦU Theo quy hoạch của Chính phủ đến năm 2030, dệt may vẫn là ngành trọng điểm trong cơ cấu sản xuất công nghiệp của Việt Nam. Nhiều hiệp định thương mại quốc tế mà Việt Nam tham gia là thành viên đã tạo điều kiện thuận lợi cho ngành dệt may phát triển, bên cạnh đó khó khăn và thách thức với doanh nghiệp vẫn còn rất lớn. Các doanh nghiệp may Việt Nam vẫn chủ yếu là làm gia công (CM) cho nước ngoài là chính, một số doanh nghiệp lớn cũng đã tiếp cận sản xuất FOB, ODM… tuy nhiên mới chỉ dừng lại chủ yếu là FOB chỉ định và đang gặp nhiều khó khăn trong việc triển khai sản xuất theo phướng thức ODM. Nguyên nhân chủ yếu là khả năng thiết kế, phát triển mẫu (development sample) và dự báo xu hướng chưa tốt. Trong xu hướng toàn cầu hóa, cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 sẽ tiếp tục có tác động mạnh mẽ đến sản xuất và kinh doanh lĩnh vực dệt may trên thế giới và tại Việt Nam. Việc nghiên cứu, đổi mới công nghệ sản xuất, phương pháp thiết kế để tăng năng lực cạnh tranh của các doanh nghiệp may mặc đang là vấn đề cấp thiết đặt ra cho ngành cần giải quyết. Công nghệ thiết kế đang sử dụng hiện nay tại các doanh nghiệp may Việt Nam chủ yếu dựa trên thiết kế 2 chiều, phương pháp thiết kế quần áo 2 chiều (2D) đã bộc lộ nhiều nhược điểm như: độ chính xác không cao do chỉ dựa vào dữ liệu kích thước bề mặt mà không tính đến bề mặt cong trong không gian của cơ thể người. Hệ công thức thiết kế được xây dựng trên cơ sở tính khoảng cách từ điểm đến điểm trên mặt phẳng (2D) không đủ để thiết kế 3D,….từ đó dẫn đến sản phẩm thiết kế chưa đảm bảo về hình dạng, độ vừa vặn, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Công nghệ mô phỏng ảo 3 chiều đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: công nghiệp, quốc phòng, phục vụ đời sống con người….Nhiều nghiên cứu liên quan đến công nghệ mô phỏng ảo 3 chiều (3D) đã được các nhà khoa học công bố. Trong xu thế phát triển chung, việc áp dụng công nghệ 3D vào thiết kế, chế tạo sản phẩm dệt may là một xu hướng tất yếu. Những năm gần đây đã có một số nghiên cứu ứng dụng mô phỏng 3 chiều trong việc tái tạo hình ảnh cơ thể người, nghiên cứu chỉnh sửa mẫu cho phù hợp dựa trên nguyên lý phủ vải lên người mẫu trong không gian ba chiều để xem xét sự phù hợp của quần áo đối với người mặc. Một số nghiên cứu khác tiến hành mô phỏng 3chiều các lớp vải, sản phẩm may thông qua các mô hình biến dạng cơ học...mà không cần phải may sản phẩm thực tế trên vải. Các nghiên cứu về sự phù hợp của quần áo với các hình dạng cơ thể người khác nhau cũng đã được đặt ra, nghiên cứu sự phù hợp được thực hiện bằng cách tạo các thay đổi trên hình trải bề mặt cơ thể người (dạng lưới) với các dạng người khác nhau. Vấn đề đặt ra là làm thế nào có được phương pháp thiết kế phù hợp, tạo ra những mẫu mã quần áo đẹp, phù hợp với người mặc, thiết kế nhanh gọn, chính xác có thể triển khai sản xuất hàng loạt trong công nghiệp và mang lại hiệu quả cho doanh nghiệp. Trên thế giới, các nhà khoa học cũng đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ mô phỏng ảo trong không gian 3 chiều để có thể điều chỉnh mẫu trên ma-nơ-canh ảo một cách chính xác, phù hợp trước khi đưa ra sản xuất hàng loạt, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Vấn đề này lại ít được các nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên cứu, có một vài công ty trong nước đã sử dụng các phần mềm chuyên ngành do nước ngoài phát triển, nhưng mới chỉ dừng lại ở phương pháp thiết kế phẳng 2 chiều, sau đó khoác mẫu lên ma-nơ-canh và tiếp tục điều chỉnh cho phù hợp sau đó lại chuyển về 2D để tiếp tục hoàn thiện thiết kế. Có thể thấy, xu hướng áp dụng công nghệ mô phỏng 3 chiều vào thiết kế sản phẩm là xu hướng tất yếu. Việc nghiên cứu phương pháp thiết kế sản phẩm ứng dụng mô phỏng 3 chiều là đề tài rất cần được quan tâm chú ý trên thế giới và ở Việt Nam. Tuy nhiên đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu phương pháp thiết kế một cách hoàn thiện có hệ thống để có thể áp dụng vào sản xuất công nghiệp. Chính vì lý do đó luận án lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu xây dựng phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục ứng dụng mô phỏng 3 chiều” Phương pháp thiết kế sản phẩm may 3 chiều khi được nghiên cứu thành công sẽ tạo cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu hoàn thiện kỹ thuật sản xuất sản phẩm may hiện đại, đồng thời khi được ứng dụng vào thực tế sản xuất sẽ giúp cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm, rút ngắn thời gian thiết kế, tăng khả năng tương tác với khách hàng,… từ đó làm tăng khả năng cạnh tranh đối với các doanh nghiệp may * Mục tiêu luận án 1. Xây dựng phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục ứng dụng mô phỏng 3 chiều trong sản xuất may công nghiệp. 2. Ứng dụng phương pháp thiết kế mới để thiết kế mẫu kỹ thuật một sản phẩm may.

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 5

1.1 Các phương pháp thiết kế quần áo 5

1.1.1 Phương pháp thiết kế 2 chiều 5

1.1.2 Phương pháp Thiết kế 3 chiều 7

1.2 Phương pháp xác định dữ liệu cơ thể người và quần áo trong thiết kế quần áo 3 chiều 20

1.2.1 Phương pháp đo truyền thống 20

1.2.2 Phương pháp đo cơ thể người, quần áo 3 chiều 21

1.2.3 Xử lý dữ liệu đo cơ thể người 24

1.3 Phương pháp mô phỏng trong thiết kế 3 chiều 25

1.3.1 Lý thuyết mô phỏng 25

1.3.2 Cơ sở toán học ứng dụng trong mô phỏng 3 chiều 28

1.4 Một số phần mềm ứng dụng trong thiết kế quần áo 3 chiều 33

1.4.1 Một số phần mềm sử dụng trong lĩnh vực mô phỏng 3 chiều nói chung 33

1.4.2 Một số phần mềm mô phỏng 3D ứng dụng trong thiết kế quần áo 42

1.5 Kết luận chương 1 và hướng nghiên cứu của luận án 45

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47

2.1 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 47

2.1.1 Phạm vi nghiên cứu 47

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 47

2.2 Nội dung nghiên cứu 48

2.3 Phương pháp nghiên cứu 49

2.3.1 Xây dựng dữ liệu phục vụ thiết kế quần áo 3 chiều 50

2.3.2 Xây dựng lưới bề mặt cơ thể người và lưới quần áo 53

2.3.3 Xây dựng phương pháp thiết kế quần áo 3 chiều 57

2.3.4 Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thiết kế mới để thiết kế sản phẩm áo liền váy 77

2.4 Kết luận chương 2 78

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 79

3.1 Dữ liệu phục vụ thiết kế quần áo 3 chiều 79

3.1.1 Dữ liệu bề mặt cơ thể người 79

3.1.2 Kết quả xử lý mẫu quét 80

3.2 Lưới bề mặt cơ thể người và lưới quần áo trong không gian 3 chiều 83

3.2.1 Hệ điểm trên bề mặt cơ thể 83

3.2.2 Hệ điểm lưới áo tương ứng 86

3.2.3 Khoảng cách các điểm nút trên lưới cơ thể người và quần áo 87

3.3 Phương pháp thiết kế quần áo ứng dụng mô phỏng 3 chiều 93

3.3.1 Sơ đồ khối phương pháp thiết kế quần áo 3 chiều 93

3.3.2 Trình tự thiết kế 94

3.3.3 Kết quả kiểm nghiệm và đánh giá 126

3.3.4 Hướng dẫn quy trình thiết kế 3 chiều 131

3.4 Ứng dụng phương pháp thiết kế mới để thiết kế mẫu sản phẩm áo liền váy 132

3.4.1 Nhập dữ liệu 132

3.4.2 Tạo lưới bề mặt cơ thể 133

3.4.3 Xây dựng lưới bề mặt sản phẩm áo liền váy 133

3.4.4 Tách nhóm 137

3.4.5 Trải phẳng 137

3.4.6 Hoàn thiện mẫu kỹ thuật và Mô phỏng may 3D với Optitex 137

3.4.7 Kết quả đánh giá của chuyên gia về sản phẩm 139

3.5 Kết luận chương 3 139

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 140

TÀI LIỆU THAM KHẢO 141

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 147

PHỤ LỤC 148

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

1 3D: Ba chiều

2 2D: Hai chiều

3 B-Spline: một mô hình toán học được sử dụng trong kĩ thuật đồ họa máy tính để biểu diễn đường cong và bề mặt

4 Quad: Dạng cấu trúc bề mặt hay lưới có 4 cạnh bao

5 D Text (Distance Text hoặc Design Text): Dữ liệu khoảng cách

6 C-TEXT (Curve Text): Dữ liệu kết nối các điểm tạo thành đường cong

7 Q-TEXT: Quy tắc kết nối 4 điểm để tạo thành QUAD

8 CM (Cutting, Making): Công đoạn cắt và may sản phẩm

9 FOB (Free On Board): Giao lên tàu - là thuật ngữ thương mại quốc tế

10 ODM (Original Designed Manufacturer): Nhà sản xuất thiết kế gốc

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Tập hợp giá trị khoảng cách tại một số điểm nhân trắc chính trên cơ thể người và áo 89 Bảng 3.2 Số đo mẫu thiết kế bằng phương pháp 2D và mẫu thiết kế bằng phương pháp 3D 128

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Mẫu thiết kế theo phương pháp tính toán 5

Hình 1.4 Mẫu giấy được sao lại từ mẫu băng dính 8

Hình 1.7 Mẫu thiết kế chi tiết sản phẩm bằng các điểm, đường cong, các cạnh 10

Hình 1.9 Thiết kế trang phục nữ dựa trên mô hình cơ thể 11

Hình 1.12 Mẫu thiết kế 3D được thiết kế và điều chỉnh từ mẫu 2D 15 Hình 1.13 Lưới quần áo được tạo từ đường cơ sở ban đầu 15

Hình 1.14 Lưới 3D và lưới phẳng 2D để điều chỉnh thiết kế 16

Hình 1.16 Quá trình xây dựng hình trải từ 3D sang 2D chi tiết váy 17 Hình 1.17 Trải phẳng lưới chi tiết ở trạng thái có chiết và không có ly chiết 18

Hình 1.18 Sơ đồ đo thông số kích thước cơ thể tự động trong không gian 3 D 25

Hình 1.19 Quá trình nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng 27

Hình 1.24 Sơ đồ cấu trúc một mô đun trong ngôn gữ lập trình tực quan Grasshopper 38 Hình 1.25 Ứng dụng Grasshoper để mô phỏng sản phẩm váy 41 Hình 1.26 Ứng dụng Grasshoper để mô phỏng sản phẩm và trải phẳng 41 Hình 1.27 Ứng dụng Grasshoper để mô phỏng mô hình mẫu áo 42

Hình 1.28 Giao diện phần mềm mô phỏng ảo 3D Vstitcher 43 Hình 1.29 Phần mềm mô phỏng ảo 3D Runway của OptiTex 44 Hình 1.30 Mô phỏng ảo trên phần mềm 3D Fit của Lectra 45

Hình 2.1 Sản phẩm mẫu được sử dụng để quét mẫu thực nghiệm 48 Hình 2.2 Sản phẩm mẫu để thử nghiệm phương pháp thiết kế 48 Hình 2.3 Buồng quét gồm 16 cảm biến 51 Hình 2.4 Hình minh họa tư thế đứng trong buồng máy cả 2 trạng thái 51

Hình 2.5 Chia cơ thể người thành hai phần, tạo đối xứng cơ thể 52

Hình 2.6 Mô tả vị trí các mặt cắt ngang chính trên cơ thể 54 Hình 2.7 Mô tả vị trí điểm nhân trắc trên mặt cắt 55 Hình 2.8 Chương trình hiển thị thống số điểm trong Grasshopper 56

Hình 2.9 Mô tả vector pháp tuyến bề mặt tại các điểm nút trên lưới 56

Hình 2.10 Mô tả giá trị thông khoảng cách D Text tại một điểm 57

Hình 2.12 Sơ đồ không gian tọa độ tham số trong không gian tọa độ Đề các 59

Hình 2.13 Hình thể hiện các điểm nội suy 63 Hình 2.14 Giá trị thẳng góc không đổi sử dụng phương pháp tìm kiếm Newton - Raphson 63 Hình 2.15 Chương trình xác định giá trị tuyến tính tại điểm phụ 68

Hình 3.1 Bộ dữ liệu số hóa 3D mô phỏng cơ thể người dưới dạng đám mây điểm 79 Hình 3.2 Sơ đồ lấy số đo kích thước mẫu nam (a) và mẫu nữ (b) 80

Hình 3.3 Hình ảnh lưu đồ quá trình xử lý mẫu quét 80

Hình 3.5 Mẫu quét trước xử lý 81 Hình 3.6 Mẫu quét sau xử lý 81

Hình 3.9 Hình biểu diễn vị trí điểm nhân trắc thông qua độ cao điểm và góc xoay 83

Hình 3.10 Sơ đồ khối xây dựng hệ điểm cơ thể người 84

Hình 3.12 Sơ đồ hệ điểm chính trên cơ thể mẫu nam và mẫu nữ 85

Hình 3.13 Dữ liệu quét người mẫu nam và nữ có mặc áo 86

Hình 3.14 Mô tả mối liên quan giữa hệ điểm trên cơ thể & hệ điểm trên lưới áo 88

Hình 3.15 Thuật toán xác định giá trị D Text 88

Hình 3.16 Mô phỏng thuật toán xác định giá trị D Text tại một điểm cụ thể (điểm 20) 91

Hình 3.17 Sơ đồ phương pháp thiết kế quần áo 3chiều 93 Hình 3.18 Lưu đồ giải thuật xây dựng lưới bề mặt cơ thể 95

Hình 3.23 Lưới bậc cao tinh cơ thể mẫu quét trong chương trình thiết kế 3D-Grasshopper 97

Hình 3.24 Lưới cơ thể mẫu nam và mẫu nữ trong chương trình thiết kế 3D-Grasshoppere 98

Hình 3.25 Lưu đồ thuật toán xây dựng hệ điểm quần áo 99

Hình 3.27 Hệ điểm áo và giá trị độ lớn vector dịch chuyển tương ứng tại từng điểm 100

Hình 3.28 Nội suy hệ điểm áo trong không gian được gán chỉ số và màu sắc trực quan 100 Hình 3.29 Thuật toán chỉnh sửa D Text cho phù hợp yêu cầu thiết kế 101

Hình 3.31 Chương trình tìm chỉ số 4 đường tạo QUAD 102

Hình 3.34 Chương trình xây dựng 4 đoạn cong QUAD 105

Hình 3.37 Chương trình xây dựng 2 véc tơ định hướng 107 Hình 3.38 Chương trình xây dựng véc tơ chiều đoạn cong 108 Hình 3.39 Chương trình chuẩn hóa chiều đoạn cong 108 Hình 3.40 Hệ đường cong áo và hệ đoạn cong Quad 109

Hình 3.42 Mô tả hệ điểm và hệ đường cong của áo trên mẫu nữ 110 Hình 3.43 Lưới quần áo thiết kế mới được xây dựng (a) Mẫu nam; (b) Mẫu nữ 110

Hình 3.45 Thuật toán xây dựng lưới quần áo thiết kế (Lưới tinh) 111

Hình 3.46 Lưới áo đã được thiết kế đường bao hoàn chỉnh 111 Hình 3.47 Lưu đồ giải thuật tách các chi tiết 3D và tạo ly chiết 112

Hình 3.48 Chương trình tạo đối xứng và dịch chuyển các mảnh quần áo 112

Hình 3.49 Chi tiết thân trước, thân sau được tách từ mô hình áo 3D 113

Hình 3.52 Chi tiết quần áo được tách để trải phẳng 114 Hình 3.53 Chi tiết quần áo được chuyển đổi sang lưới tam giác 115 Hình 3.54 Lưu đồ giải thuật trải phẳng chi tiết quần áo từ 3D về 2D 116

Hình 3.55 Trải phẳng thân trước cơ bản theo thời gian (vòng lặp) 117 Hình 3.56 Trải phẳng thân sau cơ bản theo thời gian (vòng lặp) 118

Hình 3.59 Hệ lực tác dụng điểm 2 121

Hình 3.61 Trải phẳng thân trước có lực kéo thẳng và chiết theo thời gian (vòng lặp) 123 Hình 3.62 Trải phẳng thân sau có lực kéo thẳng và chiết theo thời gian (vòng lặp) 124

Hình 3.63 Chi tiết trải phẳng và ra đường may 125

Hình 3.64 Mẫu mỏng thân trước áo 126 Hình 3.65 Mẫu cơ sở được thiết kế bằng phương pháp truyền thống 2D 126 Hình 3.66 Mẫu cơ sở được thiết kế bằng phương pháp thiết kế 3 chiều 127

Hình 3.67 So sánh hai mẫu kỹ thuật được thiết kế bằng 2 phương pháp khác nhau 127 Hình 3.68 Mô phỏng quá trình chuẩn bị may trên Opitex 129 Hình 3.69 Mô phỏng quá trình may 129

Hình 3.70 Kết quả mô phỏng trên Opitex - (a) mặt trược; (b) Mặt sau 130

Hình 3.71 Mẫu sản phẩm để kiểm chứng phương pháp thiết kế 132 Hình 3.72 (a) Hệ điểm ban đầu - (b) Các điểm bổ sung - (c) Hệ điểm mới 133

Hình 3.73 Biên dạng, tâm điểm, mặt phẳng, các điểm mới 134 Hình 3.74 CText và hệ đường cong ban đầu 135

Hình 3.75 CText và hệ đường cong mới 135

Hình 3.76 Q-Text và QUAD bề mặt ban đầu 136

Hình 3.77 Q-Text và QUAD bề mặt mới 136

Hình 3.78 Lưới áo váy mịn 136

Hình 3.79 Tách các mảnh mẫu áo liền váy 137

Hình 3.80 Trải phẳng mẫu áo liền váy có lực kéo thẳng và chiết 137

Hình 3.81 Dữ liệu biên dạng khai triển GH-Rhino 138

Hình 3.82 Căn chỉnh biên dạng và tạo đối xứng 138

Hình 3.83 Tạo đường may, gắn vật liệu và may mô phỏng 138

Hình 3.84 May mô phỏng và kết quả 139

MỞ ĐẦU

Theo quy hoạch của Chính phủ đến năm 2030, dệt may vẫn là ngành trọng điểm trong

cơ cấu sản xuất công nghiệp của Việt Nam Nhiều hiệp định thương mại quốc tế mà Việt Nam tham gia là thành viên đã tạo điều kiện thuận lợi cho ngành dệt may phát triển, bên cạnh đó khó khăn và thách thức với doanh nghiệp vẫn còn rất lớn Các doanh nghiệp may Việt Nam vẫn chủ yếu là làm gia công (CM) cho nước ngoài là chính, một số doanh nghiệp lớn cũng đã tiếp cận sản xuất FOB, ODM… tuy nhiên mới chỉ dừng lại chủ yếu là FOB chỉ định và đang gặp nhiều khó khăn trong việc triển khai sản xuất theo phướng thức ODM Nguyên nhân chủ yếu là khả năng thiết kế, phát triển mẫu (development sample) và dự báo

xu hướng chưa tốt

Trong xu hướng toàn cầu hóa, cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 sẽ tiếp tục có tác động mạnh mẽ đến sản xuất và kinh doanh lĩnh vực dệt may trên thế giới và tại Việt Nam Việc nghiên cứu, đổi mới công nghệ sản xuất, phương pháp thiết kế để tăng năng lực cạnh tranh của các doanh nghiệp may mặc đang là vấn đề cấp thiết đặt ra cho ngành cần giải quyết Công nghệ thiết kế đang sử dụng hiện nay tại các doanh nghiệp may Việt Nam chủ yếu dựa trên thiết kế 2 chiều, phương pháp thiết kế quần áo 2 chiều (2D) đã bộc lộ nhiều nhược điểm như: độ chính xác không cao do chỉ dựa vào dữ liệu kích thước bề mặt mà không tính đến bề mặt cong trong không gian của cơ thể người Hệ công thức thiết kế được xây dựng trên cơ sở tính khoảng cách từ điểm đến điểm trên mặt phẳng (2D) không đủ để thiết kế 3D,….từ đó dẫn đến sản phẩm thiết kế chưa đảm bảo về hình dạng, độ vừa vặn, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Công nghệ mô phỏng ảo 3 chiều đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: công nghiệp, quốc phòng, phục vụ đời sống con người….Nhiều nghiên cứu liên quan đến công nghệ mô phỏng ảo 3 chiều (3D) đã được các nhà khoa học công bố Trong xu thế phát triển chung, việc áp dụng công nghệ 3D vào thiết

kế, chế tạo sản phẩm dệt may là một xu hướng tất yếu

Những năm gần đây đã có một số nghiên cứu ứng dụng mô phỏng 3 chiều trong việc tái tạo hình ảnh cơ thể người, nghiên cứu chỉnh sửa mẫu cho phù hợp dựa trên nguyên lý phủ vải lên người mẫu trong không gian ba chiều để xem xét sự phù hợp của quần áo đối với người mặc Một số nghiên cứu khác tiến hành mô phỏng 3chiều các lớp vải, sản phẩm may thông qua các mô hình biến dạng cơ học mà không cần phải may sản phẩm thực tế trên vải Các nghiên cứu về sự phù hợp của quần áo với các hình dạng cơ thể người khác nhau cũng

đã được đặt ra, nghiên cứu sự phù hợp được thực hiện bằng cách tạo các thay đổi trên hình trải bề mặt cơ thể người (dạng lưới) với các dạng người khác nhau

Vấn đề đặt ra là làm thế nào có được phương pháp thiết kế phù hợp, tạo ra những mẫu

mã quần áo đẹp, phù hợp với người mặc, thiết kế nhanh gọn, chính xác có thể triển khai sản xuất hàng loạt trong công nghiệp và mang lại hiệu quả cho doanh nghiệp

Trên thế giới, các nhà khoa học cũng đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ mô phỏng ảo trong không gian 3 chiều để có thể điều chỉnh mẫu trên ma-nơ-canh ảo một cách chính xác, phù hợp trước khi đưa ra sản xuất hàng loạt, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng Vấn

đề này lại ít được các nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên cứu, có một vài công ty trong nước đã sử dụng các phần mềm chuyên ngành do nước ngoài phát triển, nhưng mới chỉ dừng lại ở phương pháp thiết kế phẳng 2 chiều, sau đó khoác mẫu lên ma-nơ-canh và tiếp tục điều chỉnh cho phù hợp sau đó lại chuyển về 2D để tiếp tục hoàn thiện thiết kế

Có thể thấy, xu hướng áp dụng công nghệ mô phỏng 3 chiều vào thiết kế sản phẩm là

xu hướng tất yếu Việc nghiên cứu phương pháp thiết kế sản phẩm ứng dụng mô phỏng 3 chiều là đề tài rất cần được quan tâm chú ý trên thế giới và ở Việt Nam Tuy nhiên đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu phương pháp thiết kế một cách hoàn thiện có hệ thống

để có thể áp dụng vào sản xuất công nghiệp Chính vì lý do đó luận án lựa chọn đề tài:

“Nghiên cứu xây dựng phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục

ứng dụng mô phỏng 3 chiều”

Phương pháp thiết kế sản phẩm may 3 chiều khi được nghiên cứu thành công sẽ tạo

cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu hoàn thiện kỹ thuật sản xuất sản phẩm may hiện đại, đồng thời khi được ứng dụng vào thực tế sản xuất sẽ giúp cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm, rút ngắn thời gian thiết kế, tăng khả năng tương tác với khách hàng,… từ đó làm tăng khả năng cạnh tranh đối với các doanh nghiệp may

* Mục tiêu luận án

1 Xây dựng phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục ứng dụng mô phỏng 3 chiều trong sản xuất may công nghiệp

2 Ứng dụng phương pháp thiết kế mới để thiết kế mẫu kỹ thuật một sản phẩm may

* Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Luận án tập trung nghiên cứu xây dựng phương pháp thiết kế quần áo, ứng dụng mô phỏng

3 chiều Kết quả của quá trình thiết kế này là bộ mẫu kỹ thuật chi tiết sản phẩm phục vụ cho sản xuất công nghiệp may Vì vậy luận án chỉ tập trung vào phương pháp thiết kế mẫu kỹ thuật mà không nghiên cứu đến thiết kế mẫu mỹ thuật sản phẩm may

+ Đồng thời với mục tiêu chính là phương pháp thiết kế chi tiết sản phẩm may nên trong luận án giới hạn phạm vi về 01 đối tượng đại diện để nghiên cứu và thử nghiệm:

* Người mặc: 01 đại diện nam, 01 đại diện nữ,

* Sản phẩm: 01 sản phẩm áo T-shirt để quét mẫu thực nghiệm, 01 sản phẩm áo liền váy để thiết kế kiểm chứng,

* Vải: luận án không tập trung vào mô phỏng vải

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Đối tượng nghiên cứu chính là phương pháp thiết kế quần áo ứng dụng mô phỏng 3 chiều + Cơ thể người để quét lấy dữ liệu phục vụ quá trình thiết kế và thử sản phẩm: nam và nữ thanh niên Việt Nam trưởng thành, có kích thước nằm trong nhóm cỡ số điển hình, cụ thể lựa chọn: nam 24 tuổi, nữ 23 tuổi, khu vực Thành phố Hà Nội, số đo nằm trong nhóm cỡ:

* Những điểm mới của luận án

1 Đã đưa ra phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục 3 chiều một cách có hệ thống trên cơ sở ứng dụng ngôn ngữ lập trình Grasshopper trên nền phần mềm Rhino Trong đó đã xây dựng được quy trình xác định dữ liệu phục vụ thiết kế, xây dựng lưới bề mặt cơ thể người, xây dựng lưới bề mặt quần áo, tách chi tiết và tạo nhóm, trải phẳng mẫu chi tiết từ 3D về 2D và hoàn thiện mẫu kỹ thuật phục vụ sản xuất công nghiệp

2 Đã xây dựng được phương pháp dựng lưới quần áo trên cơ sở lưới bề mặt cơ thể người, trong đó đã đặt ra thông số D Text để phục vụ quá trình xây dựng lưới quần áo và đã xây dựng được phương pháp trải phẳng mẫu chi tiết quần áo từ 3D về 2D với hệ lực đề xuất

3 Ứng dụng thành công ngôn ngữ lập trình trực quan Grasshopper để xây dựng chương trình mô phỏng góp phần hoàn thiện phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục 3 chiều

* Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn

1 Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận án bước đầu là đóng góp khoa học quan trọng và là cơ sở để tiếp tục hoàn thiện phương pháp thiết kế trang phục 3 chiều

2 Là cơ sở khoa học tạo tiền đề phát triển phần mềm phiên bản thương mại, ứng dụng rộng rãi trong sản xuất, kinh doanh sản phẩm may mặc và phát triển hệ thống thương mại điện tử, bán hàng quần áo trực tuyến Khách hàng sẽ có thể tương tác trực tuyến với nhà sản

xuất trong quá trình thiết kế, lựa chọn mẫu mỹ thuật (thông qua quét mẫu, chọn hoặc chỉnh sửa mẫu sản phẩm online), xác định dữ liệu cơ thể (quét 3D), tham gia trực tiếp trong quá trình thiết kế kỹ thuật sản phẩm, thử mẫu ảo và tiếp nhận sản phẩm

3 Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích đối với các nhà khoa học, các cơ sở đào tạo, nghiên cứu trong lĩnh vực may nói riêng và lĩnh vực dệt may nói chung

4 Là cơ sở để doanh nghiệp, các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu xây dựng phương pháp thiết kế các sản phẩm may không phải là quần áo, mô phỏng sản phẩm, vật liệu thuộc lĩnh vực dệt may và thời trang

5 Kết quả nghiên cứu của luận án bước đầu là cở sở để các doanh nghiệp ứng dụng

để thiết kế và xây dựng hệ thống dữ liệu mẫu cơ sở của quần áo, đồng thời xem xét đầu tư các giải pháp công nghệ mới phù hợp điều kiện sản xuất thực tế đáp ứng yêu cầu phát triển

* Luận án gồm 3 chương chính:

Chương 1 Nghiên cứu tổng quan

Chương 2 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Kết quả nghiên cứu và bàn luận

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

1.1 Các phương pháp thiết kế quần áo

Trong sản xuất may công nghiệp, điểm đặc biệt nhất là sản xuất với số lượng lớn, tỷ

lệ cỡ vóc đa dạng và yêu cầu phải đáp ứng được đại đa số người tiêu dùng Hiện nay, chủ yếu sử dụng các phương pháp thiết kế kỹ thuật trang phục chính là:

- Thiết kế 2 chiều (2D) gồm có: + Phương pháp thiết kế theo công thức tính toán

+ Phương pháp thiết kế theo ngân hàng mẫu cơ bản

- Thiết kế 3 chiều (3D) gồm có: + Thiết kế trực tiếp trên ma nơ canh

+ Phương pháp Thiết kế ứng dụng mô phỏng 3 chiều

1.1.1 Phương pháp thiết kế 2 chiều

1.1.1.1 Phương pháp thiết kế theo công thức tính toán

Đây là phương pháp thiết kế hiện đang được sử dụng chủ yếu để thiết kế sản phẩm Bản chất của phương pháp này là xác định một số kích thước cơ thể người bằng cách dùng thước đo chiều cao, thước kẹp và thước dây, sau đó dựa vào hệ công thức để tính toán, dựng hình các chi tiết sản phẩm [15]

Phương pháp dựng hình các chi tiết sản phẩm dựa trên sự phân tích bề mặt cơ thể người Có nhiều phương pháp khác nhau, đến nay về cơ bản thống nhất phương pháp xây dựng hình học chi tiết thể hiện qua hệ các đường vuông góc với nhau Trên đó các kích thước chi tiết được lấy theo khoảng cách từ điểm đến điểm, giá trị được tính theo hệ công thức sử dụng tạo ra các chi tiết tương ứng với bề mặt cơ thể người

Hình 1.1 Mẫu thiết kế theo phương pháp tính toán (nguồn: [15])

Tuy nhiên, do đặc điểm bề mặt cơ thể người là dạng hình cong, vì vậy thiết kế trên mặt phẳng 2 chiều (2D) sẽ khó tạo ra sự vừa vặn của sản phẩm với cơ thể

Qua khảo sát thực tế, hầu hết ở các doanh nghiệp may chủ yếu vẫn sử dụng phương pháp thiết kế theo công thức tính toán truyền thống này Mặt khác hệ công thức thiết kế chưa đồng nhất, mỗi đơn vị sử dụng công thức thiết kế riêng của mình Điều này làm chất lượng mẫu giấy thiết kế chưa cao, chưa đáp ứng tốt yêu cầu khách hàng Tốn thời gian và làm tăng chi phí sản xuất

1.1.1.2 Phương pháp Thiết kế theo ngân hàng mẫu chi tiết

Để thực hiện được phương pháp thiết kế này cần có ngân hàng các mẫu chi tiết cơ bản của nam và nữ, các lứa tuổi…Mẫu cơ bản được xây dựng dựa trên hình trải bề mặt cơ thể,

có hình dạng sát với cơ thể và được trải ra trên mặt phẳng 2 chiều (2D)

Theo tác giả H.J Armstrong [32] quá trình thiết kế theo ngân hàng mẫu chi tiết được thực hiện như sau:

- Xác định các mẫu cơ bản đối với từng đối tượng như nam, nữ, trẻ em…

- Trên mẫu cơ bản xác định các đường ben (ly chiết) và các điểm quan trọng như: Điểm đầu ngực, đỉnh ben, độ dài ben, chân ben

- Dựa vào đặc điểm kiểu mẫu cần thiết kế, sử dụng kỹ thuật dịch chuyển ben, khép ben…sẽ cho mẫu thiết kế mới

Hình 1.2 Các bước thiết kế mẫu trong công nghiệp (nguồn: [32])

Phương pháp này được ứng dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới vì mẫu thiết kế ôm sát cơ thể, vừa vặn…Tuy nhiên với điều kiện Việt Nam là rất khó, vì đòi hỏi phải xây dựng được

ngân hàng mẫu cơ bản nam, nữ, trẻ em đủ đại diện cho đại đa số người Việt Nam mọi lứa tuổi Điều này liên quan đến việc xây dựng hệ thống cỡ số, nhân trắc học và ngân hàng các

dữ liệu cơ thể người Việt Nam để có thể xây dựng ngân hàng mẫu cơ bản

Nhìn chung các phương pháp thiết kế 2 chiều nêu trên về cơ bản mới chỉ đáp ứng được một phần của yêu cầu thiết kế, trong khi đó sản phẩm tới tay người tiêu dùng lại đòi hỏi phải vừa vặn và phù hợp với cơ thể người Mặt khác, kích thước cơ thể người lại là 3D, đây là vấn đề khó đặt ra cho các doanh nghiệp dệt may Việt Nam phải giải quyết nếu muốn

cạnh tranh được với doanh nghiệp nước ngoài Vì vậy rất cần có được phương pháp thiết kế phù hợp, tạo ra những mẫu mã quần áo đẹp, phù hợp với người mặc trong không gian 3D, thiết kế nhanh gọn, chính xác và mang lại hiệu quả cho doanh nghiệp

1.1.2 Phương pháp Thiết kế 3 chiều

1.1.2.1 Phương pháp Thiết kế trực tiếp trên ma nơ canh

Ma nơ canh công nghiệp được xây dựng để mô phỏng đặc điểm nhân trắc học cơ thể người, trên đó người ta xác định các mốc đo, vị trí đo Quy trình thiết kế trên ma nơ canh gồm các bước cơ bản như sau:

- Bước 1: Sáng tác mẫu thời trang dựa trên cơ thể Ma nơ canh

- Bước 2: Phủ băng dính kín hoàn toàn lên bề mặt Ma nơ canh

Yêu cầu băng dính phủ phải êm, phẳng, mỏng và trong để nhìn xuyên qua được Chạy các đường rắc co chính bằng màu đỏ Thông số đạt được từ các rắc co chính tương ứng với vòng ngực, vòng eo, vòng mông

- Bước 3: Chạy các đường thiết kế

Hình 1.3 Hình thể hiện các đường thiết kế trên mẫu (nguồn: [6])

- Bước 4: Bóc tách băng dính trên ma nơ canh

Cắt các đường thiết kế được chạy bằng màu đen đã triển khai ở bước 3 ra khỏi ma nơ canh Đưa các mảng thiết kế bằng băng dính lên giấy cắt mẫu và sao thành mẫu nguyên bản đầu tiên trên giấy bìa

Một cách khác, cũng với ma nơ canh người ta dùng một tấm vải trùm lên bề mặt ma

nơ canh rồi tiến hành ghim các đường may, đường thiết kế, đánh dấu các vị trí quan trọng trên mẫu… Sau đó, phần vải này được trải phẳng để sao lại trên giấy, căn chỉnh mẫu và hoàn thiện, tạo nên bản vẽ các chi tiết của sản phẩm Phương pháp này thường được sử dụng cho các mẫu thiết kế phức tạp hoặc sử dụng các chất liệu đặc biệt, nếu dùng phương pháp tính toán không đạt được hiệu quả

Hình 1.4 Mẫu giấy được sao lại từ mẫu băng dính (nguồn: [6])

Phương pháp này mang nặng tính thủ công, không phù hợp để áp dụng triển khai trong may công nghiệp Phương pháp này thường được sử dụng cho các mẫu thiết kế phức tạp hoặc sử dụng các chất liệu đặc biệt Chỉ phù hợp khi áp dụng trong may đo và đối với một đối tượng cụ thể hoặc trong Thiết kế mẫu Thời trang

1.1.2.2 Phương pháp thiết kế trang phục ứng dụng mô phỏng 3 chiều

Trong lĩnh vực may mặc, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ mô phỏng 3 chiều (3D) để thiết kế quần áo Điểm đặc biệt của phương pháp thiết

kế này là người thiết kế có thể nhìn thấy được sản phẩm thiết kế của mình được mặc lên người mẫu hoặc ma nơ canh mà chưa cần sản xuất thật Vì vậy để thiết kế được quần áo 3 chiều cần thiết phải có mô hình 3D cơ thể người, từ đó tạo lớp quần áo bao phủ và được chỉnh sửa đáp ứng yêu cầu, đưa vào sản xuất thật Nhiều nghiên cứu liên quan đến ứng dụng công nghệ mô phỏng ảo 3 chiều để thiết kế, tạo mẫu quần áo đã được các nhà khoa học công

bố Đây là phương pháp thiết kế còn khá mới, mức độ và quan điểm tiếp cận khá đa dạng Phương pháp thiết kế quần áo ứng dụng mô phỏng 3 chiều đều có một điểm chung là ứng

dụng công nghệ thông tin để mô phỏng quá trình thiết kế, tạo sản phẩm Tuy nhiên, phương pháp thiết kế lại có hướng tiếp cận khác nhau

* Từ mẫu thiết kế phẳng 2D kết hợp mô hình cơ thể người 3D, với sự hỗ trợ của máy tính các chi tiết quần áo được may ảo, được phủ lên người mẫu trong không gian 3 chiều, sau khi điều chỉnh đảm bảo đáp ứng theo yêu cầu, mẫu thiết kế được chuyển về 2D để sản xuất Hướng tiếp cận này đã được nghiên cứu và công bố bởi các tác giả [46; 64; 76]

Nghiên cứu của tác giả Krzywinski và cộng sự [46] đã đưa ra quy trình phát triển mẫu 3D dựa trên ngân hàng mẫu cơ thể người thu nhận được từ máy quét Cùng với ngân hàng mẫu thiết kế 2D, các chi tiết được phủ lên cơ thể và được điều chỉnh cho phù hợp dựa vào việc điểu chỉnh các đường cong Spline và bề mặt chi tiết thông qua sự hỗ trợ của phần mềm CAD Tuy nhiên tác giả cũng chỉ dừng lại ở việc tạo ra sản phẩm mà chưa nghiên cứu tiếp tục triển khai trải phẳng chi tiết mà chỉ ra nêu ra hướng giải quyết dựa trên các nghiên cứu độc lập về trải phẳng chi tiết mà chưa làm thực tế

Hình 1.5 Sản phẩm được mô phỏng ảo từ mẫu 2D (nguồn: [46])

(a) (b)

Hình 1.6 Quá trình chỉnh sửa, tạo mẫu sản phẩm 3D; (a) Đường cong tham số điều chỉnh trên cơ

thể và sản phẩm; (b) Sản phẩm được thiết kế dựa trên đường cong spline và bề mặt (nguồn: [46])

Cũng xuất phát từ mẫu chi tiết quần áo 2D, để thiết kế quần áo 3D, nghiên cứu của tác giả [64, 76] đã chỉ ra cách phát triển từ mẫu 2D sang mẫu 3D trong quá trình thiết kế sản phẩm may Sử dụng hệ thống CAD để thiết kế 2D, tạo ra các hình dạng cơ bản của chi tiết sản phẩm may, sau đó bằng những công cụ mới trên máy tính tạo mẫu sketch 3D giúp cho tăng khả năng sáng tạo và giảm chu trình thiết kế ngắn lại, tiết kiệm tiền và hiệu quả cho doanh nghiệp

→ Đối với phương pháp này, mẫu thiết kế đảm bảo về kiểu dáng, mẫu thiết kế được phủ lên bề mặt cơ thể người trong không gian 3 chiều và được chỉnh sửa theo yêu cầu….Tuy nhiên vẫn phải sử dụng mẫu thiết kế 2D truyền thống, điều này làm tốn thời gian và làm chậm quá trình thiết kế mẫu

* Một cách tiếp cận khác để tạo quần áo trong không gian 3 chiều, đó là từ mô hình 3D cơ thể người bằng cách sử dụng máy tính hỗ trợ để thiết kế trực tiếp quần áo lên bề mặt

mô hình cơ thể người Vấn đề này đã được nghiên cứu và công bố bởi các tác giả [24; 56; 73; 75] Dựa trên các nghiên cứu liên quan, tác giả B K HINDS và cộng sự thuộc trường đại học Queen Belfast của Anh [24] đã nghiên cứu phát triển phương pháp thiết kế quần áo dựa trên mô hình 3D cơ thể người hoặc người giả Thiết kế được tạo ra bằng cách sử dụng máy tính hỗ trợ vẽ trực tiếp trên mô hình 3D cơ thể người Ở mức đơn giản nhất, người dùng nhập điểm vào hệ thống dựa trên đánh giá trực quan vị trí con trỏ hiện tại trên máy tính Các điểm kế tiếp được nhập vào theo cách này cho phép người sử dụng xây dựng, hiển thị và đánh giá tương tác một cách liên tục 'đường cong' trong giai đoạn ban đầu Các khoảng giữa các điểm lân cận trên một đường cong được gọi là các cạnh tạo nên chi tiết của sản phẩm may Ghép các chi tiết tạo nên cấu trúc 3D của sản phẩm và thực hiện trải phẳng sang 2D

Hình 1.7 Mẫu thiết kế chi tiết sản phẩm bằng các điểm, đường cong, các cạnh (nguồn: [24])

Chi tiết của sản phẩm được tạo ra bởi hệ thống các điểm được xác định trực tiếp trên mẫu, nối các điểm đó tạo thành các đường cong tạo nên biên dạng bên ngoài chi tiết Trong nghiên cứu này tác giả đã đưa ra được phương pháp thiết kế để tạo nên sản phẩm, nhưng không thể áp dụng cho bất kỳ hình dạng nào của cơ thể người Tính chính xác có thể được

mô tả bằng biến thể độ cong của bề mặt Mặt khác tác giả cũng chưa làm rõ dữ liệu cơ thể người lấy từ đâu, mối quan hệ giữa các điểm trên cơ thể và trên chi tiết sản phầm chưa được làm rõ

Cùng nghiên cứu về vấn đề này, tác giả Yu-Lei Geng và cộng sự [75] đã đưa ra phương pháp tạo chi tiết quần áo dựa trên các đường phác thảo trên mô hình 3D cơ thể người Dựa trên kiểu mẫu quần áo 3D, tác giả đã thiết kế tái hiện lại hình ảnh một sản phẩm quần

áo 3D Kiểu dáng của quần áo có thể khớp với từng cơ thể người khác nhau theo đặc điểm của cơ thể, do đó đảm bảo đặc điểm riêng của từng cơ thể và nâng cao hiệu quả thiết kế Nghiên cứu này đã đề cập đến việc nội suy đường cong tạo nên chi tiết quần áo từ đường cong cơ thể người Tuy nhiên nghiên cứu này chưa đề cập đến việc thiết kế các chi tiết phụ của quần áo, cũng chưa bàn đến vấn đề trải phẳng chi tiết để có thể đưa vào sản xuất

Hình 1.8 Điểm nội suy và hệ lưới: (a) mặt cắt ngang chi tiết; (b) góc xoay và đường nội suy mới;

(c) hệ điểm nội suy; (d) hệ lưới chi tiết (nguồn: [75])

Bên cạnh đó, tác giả Yong-Jin Liu cùng các công sự [73] đã nghiên cứu, khảo sát các giải pháp CAD tốt nhất cho thiết kế quần áo 3D đã đưa ra kết quả nghiên cứu cho thấy, các

mô đun chính như mô hình nhân bản số, thiết kế và chỉnh sửa sản phẩm may mặc 3D, xem xét độ rủ của vải, mô hình 2D và mô hình chi tiết hình học Trong đó có kết quả nghiên cứu của giáo sư Slavenka Petrak [56] đã trình bày phương pháp thiết kế trang phục của phụ nữ trên mô hình cơ thể người như hình dưới đây

Hình 1.9 Thiết kế trang phục nữ dựa trên mô hình cơ thể (nguồn: [56])

Trong nghiên cứu trên, tác giả đã đưa ra phương pháp tạo trang phục dựa trên các điểm nhân trắc nhô ra trên bề mặt cơ thể người, tuy nhiên tác giả cũng mới dừng lại ở việc

tạo mẫu trang phục phủ trên bề mặt cơ thể Tác giả chưa bàn đến quá trình tạo chiết, trải phẳng chi tiết để có thể sản xuất hàng loạt trong may công nghiệp

Theo một nghiên cứu ứng dụng của công nghệ CAD/3D trong lĩnh vực may mặc của Charlie.C.L Wang Từ những năm 2002, tác giả và nhóm nghiên cứu [62] đã đưa ra một phương pháp tạo mẫu váy 3D bao xung quanh mô hình 3D cơ thể người dựa trên mẫu phác thảo 2D Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm cơ thể người, tác giả phác thảo mẫu 2D và nhờ công cụ máy tính để xây dựng thành lưới bề mặt sản phẩm Từ đó tạo lưới quần áo 3D và có thể trải phẳng về 2D để sản xuất

Hình 1.10 Quá trình tạo lưới bề mặt sản phẩm (nguồn: [62])

Phương pháp này cho phép tạo mẫu quần áo nhanh, nhưng quá trình tạo mẫu lưới sản phẩm 3D từ mẫu phác thảo 2D phụ thuộc nhiều vào khả năng và kinh nghiệm của người để vẽ mẫu phác thảo 2D

Để phát triển một mô hình mẫu quần áo dựa trên dữ liệu quét cơ thể người 3D, tác giả Yunchu Yang và cộng sự [77] đã đưa ra giả thiết, tại các đường mặt cắt ngang và các đường cong đi qua các điểm nhô ra trên bề mặt cơ thể tạo nên một bề mặt ảo của quần áo

Mô hình sản phẩm 3D được chia nhỏ thành các chi tiết bằng cách sử dụng các phương pháp cắt khác nhau Các mẫu chi tiết 2D tương ứng đã được tạo ra bằng cách sử dụng phương pháp trải phẳng bề mặt dựa trên mô hình giải phóng năng lượng liên kết Sai số về hình dáng

và kích thước bề mặt chi tiết 3D và chi tiết 2D được phân tích, thực hiện với độ chính xác tương đối tốt Sai số ở các mô hình A, B và C khi trải phẳng giảm dần và đạt đến mức là

dưới 1% Đối với chiều dài, nó đã trở nên căng, giãn và trong một số trường hợp bị nén Giá trị sai số về chiều dài đã được bổ sung bằng phương pháp cắt, chia tách và đặc điểm cong của bề mặt 3D Cuối cùng, mô hình chi tiết mẫu 3D quần áo được tiếp tục nghiên cứu để tùy chỉnh mẫu của các kiểu quần áo khác nhau thông qua hệ thống thiết kế mẫu 2D

Hình 1.11 Quá trình tạo mẫu 3D thông qua mẫu 2D (nguồn: [77])

Năm 2012, tác giả Trần Thị Minh Kiều [18] đã xây dựng công thức thiết kế áo cho phụ nữ Việt Nam tuổi 30-39 sử dụng dữ liệu quét 3D Trong nghiên cứu này, tác giả cũng thực hiện các quy trình: tái tạo bề mặt bề mặt cơ thể quét 3D; xây dựng áo bó sát; cộng lượng

dư cử động từng phần trực tiếp vào mô hình 3D trước khi trải phẳng Như vậy, kết quả trải phẳng là mẫu cơ sở của áo nữ đã có lượng dư cử động cần thiết Nghiên cứu này cải tiến hơn nghiên cứu khác ở chỗ chỉ cần 1 lần quét 3D đầu vào, nghiên cứu thiết kế mẫu hoàn toàn trên mô hình 3D, trải phẳng và kết quả mẫu sau cùng được thử mẫu và đánh giá độ vừa vặn trang phục trên mô hình 3D

Tác giả Phan Thanh Thảo và Đinh Mai Hương [14] đã nghiên cứu thiết kế 3D và 2D sản phẩm áo váy thời trang đối tượng học sinh nữ tiểu học từ dữ liệu quét 3D cơ thể người

sử dụng trong sản xuất may công nghiệp Việt Nam Nghiên cứu được dựa trên một số phần mềm như Rapidform XOR3 để xây dựng mô hình 3D mô phỏng hình dạng, cấu trúc, kích thước cơ thể đồng thời ứng dụng phần mềm Pro-Engineer để xây dựng hình trải 2D từ mô hình 3D cho sản phẩm áo bó học sinh nữ nghiên cứu Kết quả quá trình phát triển thiết kế đã thu được sản phẩm áo váy 3D

Ngoài ra, năm 2009 và 2011 [ 2; 4 ] tại Viện dệt may - Tập đoàn dệt may Việt Nam cũng đã ứng dụng công nghệ quét 3 chiều để xây dựng hệ thống cỡ số và từ đó đã thiết kế mẫu kỹ thuật của các sản phẩm sơ mi, quần âu, áo veston Tuy nhiên kết quả mới chỉ ứng dụng máy quét để quét mẫu, xây dựng hệ cỡ số và chọn có số chuẩn làm cở sở thiết kế mẫu

kỹ thuật các sản phẩm Quá trình thiết kế mẫu vẫn sử dụng phương pháp thiết kế theo tính toán 2D truyền thống

Một phương pháp xây dựng lưới quần áo từ cơ thể người khác cũng được thực hiện bằng cách xác định lưới bề mặt cơ thể người, từ đó xác định các điểm nút trên lưới bề mặt

cơ thể và điểm nút thiết kế tương ứng trên lưới quần áo Khoảng cách giữa điểm nhân trắc trên cơ thể và điểm thiết kế tương ứng trên quần áo là cơ sở quan trọng phục vụ cho quá trình xây dựng lưới quần áo từ lưới bề mặt cơ thể

Nghiên cứu tiêu biểu là của tác giả Wang Zhaohui [67], qua công trình nghiên cứu của mình, tác giả đã đưa ra được khoảng cách giữa bề mặt cơ thể đến mặt trong của vải và

đã đưa ra được công thức tính khoảng cách dựa theo kết quả đo từ thực nghiệm Tác giả đã tính được khoảng cách từ cơ thể đến quần áo qua thực nghiệm theo quy trình: 1) thiết kế hoàn thiện áo veston bằng phương pháp phủ vải lên ma-nơ-canh, thực hiện đánh giá sản phẩm đảm bảo sản phẩm đạt độ vừa vặn tốt nhất; 2) thực hiện quét ma-nơ-canh không mặc áo; 3) thực hiện quét ma-nơ-canh có mặc áo được thiết kế; 4) chồng hình quét lên nhau và

đo khoảng cách giữa bề mặt cơ thể và áo; 5) Xây dựng phương trình toán học để tính toán khoảng cách giữa bề mặt cơ thể và áo Như vậy, để thực hiện được nghiên cứu trên, tác giả

đã sử dụng máy quét 3D hai lần và phải trải qua giai đoạn may mẫu thực trên ma-nơ-canh Tuy nhiên đây là cơ sở thực tiễn quan trọng để tính toán thiết kế quần áo 3D từ mô hình cơ thể người trong không gian 3 chiều

Theo tác giả Trần Thị Minh Kiều và Nguyễn Thanh Tùng [13] đã thiết lập phương trình của các đường cong ngang trên lưới cơ sở 3D của trang phục, làm cơ sở cho việc mô phỏng bề mặt trang phục Cụ thể tác giả đã khẳng định, biên dạng các đường cong mặt cắt

cơ thể có thể được xác định bằng phương trình đường S-pline với 2 vector nút Khi thay đổi các vector này sẽ nhận được đường cong có biên dạng khác nhau Số lượng các điểm nút phụ thuộc vào mức độ phức tạp của biên dạng đường cong Các đường cong có biên dạng phức tạp cần nhiều điểm nút điều khiển hơn Phương trình đường S-pline, khi xác định được các vector điều khiển có thể biểu diễn được các đường cong ngang lưới cơ sở 3D của trang phục Các đường ngang này khi kết hợp với các đường dọc sẽ tạo được lưới 3D cơ sở của trang phục, qua đó có thể xây dựng được bề mặt của trang phục Xác định được mối quan

hệ giữa các điểm nút và thông số nhân trắc của cơ thể sẽ biểu diễn được đường cong của trang phục cho các cơ thể khác nhau Đây là một trong những cơ sở khoa học để có thể phát triển, xây dựng lưới bề mặt trang phục

Ngoài ra công nghệ mô phỏng 3 chiều còn được ứng dụng để phát triển, thiết kế quần

áo cho người khuyết tật Trong nghiên cứu của mình, tác giả Yan Hong [78], đã đưa ra một

phương pháp thiết kế quần áo kết hợp sử dụng phương pháp thiết kế mô phỏng ảo 3D và mẫu thiết kế 2D Quá trình được thực hiện bởi sự tương tác giữa các nhà thiết kế, người tạo mẫu và khách hàng, quan sát trực tiếp trên mẫu 3D và điều chỉnh từ mẫu 2D cho đến khi đạt được yêu cầu thiết kế như mong muốn

Hình 1.12 Mẫu thiết kế 3D được thiết kế và điều chỉnh từ mẫu 2D (nguồn:[78])

Trong thiết kế quần áo 3 chiều, điều quan trọng nhất là tạo mô hình lưới quần áo 3D

và mô phỏng vải trên bề mặt cơ thể người Nghiên cứu của tác giả Sungmin Kim [57] đã đưa

ra một phương pháp thiết kế lưới mới, trong nghiên cứu này, một phần mềm phân tích bề mặt cơ thể đã được phát triển Những điểm mốc cần thiết để mô tả vùng thân mình được đặt tự động bởi hệ thống đo lường cơ thể được phát triển trong nghiên cứu trước đó Đường cơ sở như đường cổ, đường vai, đường vòng bụng, vòng eo và đường ngang mông được đặt trên các cột mốc liên quan Một cấu trúc lưới đơn đã được hình thành dựa trên những điểm mốc và đường cơ sở Một lưới ảo 2D tương tự cũng đã được xác định để các bản thiết kế chi tiết 3D có thể được thiết kế dựa trên thiết kế 2D Phương pháp 3D tự động này dự kiến sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình liên quan đến phân tích bề mặt cơ thể và là cơ sở quan trọng để tạo mẫu quần áo trong không gian 3 chiều

Hình 1.13 Lưới quần áo được tạo từ đường cơ sở ban đầu (nguồn:[57])

Hình 1.14 Lưới 3D và lưới phẳng 2D để điều chỉnh thiết kế (nguồn:[57])

* Vấn đề mô phỏng vải trong phương pháp thiết kế 3 chiều

Trong thiết kế quần áo ứng dụng mô phỏng 3 chiều, công nghệ mô phỏng ảo đã cho phép mô phỏng nhiều lớp vải tạo quần áo Đây là một bước tiến mới trong việc mô phỏng sản phẩm thiết kế trên mô hình 3D quét Các nghiên cứu [58; 69] cho thấy, công nghệ mô phỏng ảo đã hỗ trợ tốt cho thương mại điện tử Với việc mô phỏng ảo các lớp vải, người tiêu dùng có thể xem xét trực tuyến hiệu ứng của quần áo có phù hợp không để

ra quyết định mua hàng Mô phỏng quần áo ảo khá phức tạp, đặc biệt là mô hình sản phẩm quần áo nhiều lớp Theo tác giả Xuyuan Tao [69] đã nghiên cứu và đưa ra phương pháp chọn lựa cho người tiêu dùng Đầu tiên, đưa ra các mẫu bán lẻ phù hợp với nhu cầu người tiêu dùng, mẫu có thể được thay đổi, điều chỉnh để có thể thỏa mãn thông số người mặc Sau

đó, vải sẽ được phủ lên mô hình 3D bằng phương pháp kỹ thuật, kết quả sẽ cho thấy quần

áo có phù hợp với hình dạng cơ thể của người mặc hay không Tính độc đáo của nó là các mẫu được điều chỉnh trực tiếp bằng 3D và có thể được thử nghiệm ngay lập tức trong mô phỏng 3D Kết quả là, quá trình thiết kế mô hình 2D có thể được loại bỏ Với kết quả nghiên cứu này, không chỉ vật liệu thực sự được tiết kiệm, mà còn giảm thời gian thiết kế và sản

xuất Tuy nhiên tác giả cũng mới chỉ nghiên cứu đến việc mô phỏng các lớp vải để tạo mẫu 3D, vấn đề nghiên cứu trải phẳng 2D chi tiết quần áo từ 3D với nhiều lớp vải là rất phức tạp mà tác giải chưa đề cập đến

* Vấn đề trải phẳng chi tiết trong thiết kế quần áo 3 chiều

Để có thể đưa vào sản xuất cần được trải phẳng về 2D để phục vụ sản xuất Nghiên cứu để trải phẳng chi tiết quần áo trong thiết kế 3 chiều là vấn đề quan trọng và khó Có nhiều cách tiếp cận để thực hiện trải phẳng chi tiết cong bất kỳ từ 3D về 2D trong không gian 3 chiều Phương pháp dùng phổ biến là một tấm vải được chia thành nhiều phần nhỏ có khả năng trải phẳng được sau đó được may thử lên mẫu, sau đó trải phẳng và ghép các tấm lại hoặc thực hiện và ghép các tấm vải sử dụng phần mềm Phương pháp đó đòi hỏi nhiều công sức, nhiều bước và sai số các bước

Nghiên cứu trải phẳng đối tượng 3D về 2D dựa trên mô hình giải phóng năng lượng liên kết đàn hồi của tác giả Wang Charlie và cộng sự [63] đã được công bố đầy đủ, có độ tin cậy cao Phương pháp thực hiện trong nghiên cứu này mô phỏng quá trình trải phẳng mà tấm cần trải phẳng không nhất thiết phải chia thành các phần nhỏ hơn vì vậy sẽ hạn chế được sai

số và công sức ghép lại các tấm Tác giả đã xây dựng quá trình trải phẳng dựa trên mô hình liên kết khối lượng - đàn hồi, phương pháp tác giả trình bày có thể giải quyết hiệu quả vấn

đề trải phẳng cho các bề mặt phức tạp Độ chính xác của một bề mặt phát triển có thể dễ dàng được kiểm soát cục bộ Phương pháp này đã sử dụng hiệu quả sự hỗ trợ của máy tính

để giải quyết vấn đề liên quan đến CAD và CAM

(a) (b) (c)

Hình 1.15 Trải phẳng mảnh 3D sang 2D; (a) Mô hình 3D ban đầu; (b) Mảnh 2D trải phẳng

thông thường; (c) Mảnh 2D có đường cắt (nguồn:[63])

Tuy nhiên, nghiên cứu trên chưa bàn đến yếu tố vật liệu, yếu tố mỹ thuật của chi tiết khi trải phẳng Mặc dù vậy, kết quả nghiên cứu của tác giả là cơ sở quan trọng để tiếp cận giải quyết vấn đề trải phẳng quần áo trong thiết kế 3 chiều

Trong lĩnh vực may mặc, do yêu cầu của sản xuất để có thể cắt và may sản phẩm, các chi tiết quần áo được thiết kế 3D cần được xử lý trải phẳng bề mặt 2D, đây là vấn

đề bắt buộc đối với sản phẩm được thiết kế 3D từ hệ thống CAD Trên cơ sở nghiên cứu trải phẳng chung nêu trên, tác giả Wang Charlie [62] cùng nhóm cộng sự đã nghiên cứu trải phẳng chi tiết quần áo Tác giả đã áp dụng thuật toán làm phẳng bề mặt dựa vào quá trình giải phóng năng lượng của mô hình liên kết lò xo - khối lượng để thu được mẫu thiết kế 2D

từ bề mặt lưới mô hình 3D

Hình 1.16 Quá trình xây dựng hình trải từ 3D sang 2D chi tiết váy (nguồn: [62])

Nghiên cứu trên đã đưa ra cơ sở khoa học để trải phẳng chi tiết quần áo từ 3D về 2D, trong đó đã xây dựng hệ lực gồm lực liên kết và lực khống chế để đảm bảo hình dáng chi tiết quần áo trải phẳng 2D Tuy nhiên quần áo được thiết kế thông thường từ nhiều mảnh chi tiết ghép lại, các chi tiết quần áo thường có hình dạng không cố định vì phụ thuộc vào kiểu dáng và cấu trúc của sản phẩm Trong chi tiết quần áo có các đường chiết, ly… vì vậy việc trải phẳng chi tiết quần áo từ 3D sang 2D đảm bảo hình dáng, ly chiết là khá phức tạp Trong thiết kế quần áo, các chi tiết của quần áo được thiết mới hoàn toàn trong không gian 3 chiều,

vì vậy hình dạng 2D của các chi tiết là chưa biết Tác giả chưa đề cập chi tiết đến phương pháp trải phẳng để đảm bảo hình dáng cho một chi tiết quần áo 3D bất kỳ Đặc biệt là vấn

đề trải phẳng có liên quan đến các chiết, ly trên quần áo

Cũng liên quan đến vấn đề trải phẳng chi tiết quần áo từ 3D sang 2D, nghiên cứu của tác giả Jing Fang và cộng sự [43] đã sử dụng các điểm để tạo ra một lưới gần với một

bề mặt được thiết kế trước đó Sau đó, thông qua việc tái tạo và sắp xếp lưới, tác giả đã

sử dụng các kiến thức và kinh nghiệm để tạo lưới có được hình dạng đường viền giống ban đầu Sau đó mỗi đỉnh ma trận được kết nối với các đỉnh lân cận để tạo ra một mẫu ban đầu Nghiên cứu của tác giả B K HINDS [24] cũng đưa ra phương pháp trải phẳng chi tiết quần áo dựa trên chương trình máy tính Tác giả cũng đã đưa ra hai trường hợp trải phẳng chi tiết có chiết và không có chiết Tuy nhiên việc trải phẳng được thực hiện bằng công cụ có sẵn trên máy tính Tác giả cũng chưa xây dựng được chương trình trải phẳng chi tiết quần áo một cách tổng quát

(a) Lưới áo (b) Chi tiết trải phẳng

Hình 1.17 Trải phẳng lưới chi tiết ở trạng thái có chiết và không có ly chiết (nguồn: [24])

Vấn đề trải phẳng chi tiết quần áo từ 3D về 2D để phục vụ sản xuất trong công nghiệp

là quan trọng và cần thiết Các nghiên cứu liên quan đã xây dựng được thuật toán, phần mềm ứng dụng để trải phẳng chi tiết Tuy nhiên, trong chi tiết quần áo có các đường chiết, ly…,

vì vậy việc trải phẳng chi tiết quần áo từ 3D sang 2D đảm bảo hình dáng, ly chiết là khá phức tạp Đây là vấn đề cần tiếp tục được quan tâm, nghiên cứu bổ sung và hoàn thiện phương pháp

vì có sự hỗ trợ của máy tính Trong khi đó phương pháp thiết kế 2D không đáp ứng được yêu cầu

Nghiên cứu thiết kế quần áo ứng dụng mô phỏng 3 chiều (3D) rất đa dạng, nhiều nghiên cứu tiếp cận ở nhiều khía cạnh khác nhau Kết quả nghiên cứu tổng quan cho thấy đến nay chưa có phương pháp thiết kế quần áo 3D nào hoàn chỉnh và đây vẫn là một lĩnh vực rất cần được tiếp tục quan tâm nghiên cứu sâu

Qua phân tích các công trình nghiên cứu liên quan cho thấy, quy trình thống nhất để thiết kế quần áo 3D bao gồm các bước: quét cơ thể người 3D, tạo lưới bề mặt cơ thể, tạo lưới quần áo, tách chi tiết và trải phẳng Quá trình thực hiện thiết kế, mỗi công đoạn sử dụng phần mềm khác nhau, chưa đồng bộ Vấn đề trải phẳng chi tiết quần áo từ 3D về 2D chưa chú ý

đến vấn đề ly, chiết và hình dạng chi tiết Vì vậy rất cần có một phương pháp thiết kế quần

áo 3 chiều được nghiên cứu có hệ thống, giải quyết được các vấn đề còn tồn tại và đặc biệt được thực hiện đồng bộ trên một chương trình máy tính Phương pháp thiết kế quần áo 3 chiều vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam

1.2 Phương pháp xác định dữ liệu cơ thể người và quần áo trong thiết kế quần áo 3 chiều

1.2.1 Phương pháp đo truyền thống

1.2.1.1 Phương pháp đo cơ thể người

Phương pháp đo cơ thể truyền thống chủ yếu dựa vào đặc điểm nhân trắc của cơ thể người, quá trình đo được thực hiện trên các mốc đo quan trọng trên cơ thể còn gọi là điểm nhân trắc [17] Phương pháp đo này chỉ đo được số lượng có hạn về các kích thước thông số

cơ thể người Để kích thước đo được có độ tin cậy cao thì phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm của người đo Để thực hiện phương pháp đo này, sử dụng các thiết bị, dụng cụ đo theo tiêu chuẩn như: thước dây, thước kẹp, thước đo chiều cao và bút để ghi lại các số đo.Theo tài liệu [17], kích thước cơ thể người được xác định bởi ba đường đo cơ bản như:

Đo kích thước thẳng; Đo kích thước vòng; Đo bề dày, bề ngang…Xác định các kích thước chủ đạo trên cơ thể người dựa trên các điểm nhân trắc quan trọng từ đó xác định được các

số đo chủ yếu như: Dài áo (Da), rộng vai (Rv), xuôi vai (Xv), dài tay (Dt), vòng cổ (Vc), vòng ngực (Vn), vòng bụng (Vb), vòng mông (Vm), dài quần (Dq)…vv

Trong phương pháp này việc xác định chính xác các điểm mốc cơ thể là một trong những yếu tố quan trọng trong việc tập hợp các dữ liệu nhân trắc học Để thống nhất các mốc đo

để đo được các thông số cơ thể, các công trình nghiên cứu đã xác định được những điểm chung trên cơ thể, những điểm này được gọi là điểm nhân trắc

Kích cỡ trang phục liên quan trực tiếp đến số đo cơ thể con người, do đó việc đầu tiên

và cơ bản là khảo sát được số đo chính xác nhất Mỗi quốc gia tiến hành theo phương pháp riêng của họ, nhưng vẫn theo một điểm chung là phải có được bảng thông số các kích thước

cơ thể người, đảm bảo bao gồm đầy đủ các số đo cần thiết để xây dựng nên hệ thống cỡ số cho các loại trang phục Tất cả các số đo phải lấy chính xác và cẩn thận

Sau khi thực hiện đo các kích thước, trên cơ sở tính toán các số đo quan trọng và cộng với lượng dư (lượng cử động) nhất định tạo ra các chi tiết tương ứng với bề mặt cơ thể người Tuy nhiên, do đặc điểm bề mặt cơ thể người là dạng hình cong, nên khó xác định được các kích thước đo trên mặt cong phục vụ thiết kế, vì vậy mẫu thiết kế trên mặt phẳng

2 chiều sẽ khó tạo ra sự vừa vặn của sản phẩm với cơ thể

1.2.1.2 Phương pháp đo 2D một số kích thước quần áo

Đối với quần áo, phương pháp đo chủ yếu được thực hiện như sau:

+ Sản phẩm được đặt êm trên mặt bàn

+ Tiến hành đo khảo sát trên sản phẩm mẫu, đặt thước đo tại các vị trí quy định trong tài liệu, đo và ghi chép cụ thể những thông số cơ bản và dựa vào những thông số đó để thiết kế mẫu cũng như để kiểm tra kích thước sản phẩm Ví dụ thông thường áo sơ mi nam được hướng dẫn đo như sau:

+ Đo từ đường mí chân cổ → gấu xác định chiều dài áo

+ Đo từ đầu vai con phía ngoài xuống đến bác tay xác định chiều dài tay + Đối với các chi tiết nhỏ như bác tay, cổ…làm tương tự

+ Đo theo chiều ngang để xác định chiều rộng của các chi tiết…

Phương pháp đo cơ thể, quần áo theo phương pháp truyền thống 2 chiều (2D) chỉ đo được một số những kích thước đặc trưng của cơ thể và quần áo mà không thể hiện hết được đặc điểm của cơ thể cần đo Đặc biệt khi đo trên cơ thể có những kích thước đo theo bề mặt cong, còn khi đo trên sản phẩm lại là đo trên mặt phẳng Chính điều này làm cho việc đánh giá mối tương quan giữa số đo cơ thể và quần áo vô cùng khó khăn Sự vừa vặn của quần áo với cơ thể cũng vì thế mà khó đáp ứng, đây là nhược điểm lớn nhất của phương pháp đo và phương pháp thiết kế theo phương pháp truyền thống (2D)

1.2.2 Phương pháp đo cơ thể người, quần áo 3 chiều

Để đo được kích thước cơ thể người, quần áo trong không gian 3 chiều, người ta không sử dụng dụng cụ là thước như đo thông thường mà sử dụng thiết bị là các máy quét, máy đo điểm, phương pháp đo tiếp xúc hoặc không tiếp xúc tùy theo công nghệ của từng loại thiết bị

1.2.2.1 Phương pháp đo không tiếp xúc (Phương pháp quang học)

a Sử dụng kỹ thuật quét Lazer

* Nguyên lý quét: Laser là loại ánh sáng có đặc tính đặc biệt, là loại sóng điện từ nằm trong

dãy ánh sáng có thể nhìn thấy được Bản chất của chùm tia laser là chùm ánh sáng đơn sắc

có bước sóng xác định và góc phân kỳ rất nhỏ Bước sóng phụ thuộc vào vật liệu phát ra tia laser Các máy quét laser có thể đo các vật từ gần tới xa 35 mét, có thể đạt độ chính xác khoảng 25 micron với khoảng cách 5 mét Máy laser có thể thu thập dữ liệu về các toạ độ với tốc độ cao và vận hành đơn giản

Máy quét laser hoạt động theo nguyên tắc bắn tia laser tới một mục tiêu có tính phản hồi trên vật đo Tia sáng phản hồi từ mục tiêu sẽ quay trở lại và trở về điểm phát ra tại thiết

bị đo Tức là chùm tia laser từ máy chiếu vào vật thể sẽ phản xạ lại cảm biến thu Hình dạng của toàn bộ vật thể sẽ được ghi lại bằng cách dịch chuyển hay quay vật thể trong chùm ánh sáng ngang qua vật Độ chính xác và tốc độ đo của máy quét Laser là điểm khác biệt khi so

sánh với các thiết bị đo toạ độ cầm tay khác Bởi người sử dụng có thể nhanh chóng thực hiện các phép đo với ít nguyên công nhất, nên máy quét laser là một trong những thiết bị đo được sử dụng phổ biến Các phần mềm quét sẽ phân tích các dữ liệu quét được và thể hiện kết quả dưới nhiều loại định dạng khác nhau

Độ nhạy của thiết bị luôn là nhân tố quan trọng thỏa mãn nhu cầu quét hình 3D bằng lazer Nếu quét bằng laser lên vật thể sống ví dụ như người thì cũng không ảnh hưởng gì đến sức khoẻ hay làm ô nhiễm môi trường

Các thiết bị sử dụng trong công nghệ quét 3D lazer thông thường bao gồm :

• Đèn lazer (chùm) tạo ra được vạch lazer trong quá trình quét

• Camera để thu lại hình ảnh từ quá trình quét (có thể dùng 1 hay 2 camera)

• Màn thu (tùy theo thiết bị yêu cầu)

• Máy tính trang bị các phần mềm của thiết bị

b Kỹ thuật quét sử dụng ánh sáng trắng

Công nghệ thứ hai được sử dụng rộng rãi cho các phép đo cơ thể con người được dựa trên hình ảnh do ánh sáng trắng chiếu vào Đây là phương pháp được sử dụng tối ưu hơn Thay vì di chuyển đối tượng quét, một dạng của ánh sáng chiếu trực tiếp vào vật thể (thường

là vệt sọc) Quá trình quét tương tự quét lazer: các vạch ánh sáng trắng sẽ được đo bằng cách

sử dụng các tam giác ánh sáng, tạo ra đám mây dữ liệu chính xác và dày đặc, từ đó tạo điều kiện để tạo ra mô hình 3D của vật thể Thông thường người ta sử dụng mã nhị phân để mã hóa các sọc Chức năng của phần mềm bao gồm xử lý đám mây điểm với tốc độ cao, tạo ra các mẫu đa giác, tái tạo bề mặt, sắp xếp để thiết kế bằng máy tính và cho báo cáo về biểu mẫu, nhập dữ liệu cho bất kỳ hệ thống CAD nào

Tại Việt Nam, việc nghiên cứu ứng dụng phương pháp đo không tiếp xúc để thu thập

số đo nhân trắc cơ thể người làm cơ sở dữ liệu trong thiết kế quần áo cũng đã được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Các tác giả đã nghiên cứu phương pháp đo 3D bằng ánh sáng cấu trúc mã Gray đo kích thước cơ thể người để ứng dụng trong công nghệ Dệt may [9], nghiên cứu ứng dụng phương pháp đo gián tiếp 2D và xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên phục vụ ngành May [11]

Đặc biệt nhóm nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Nhung và cộng sự đã chế tạo được thiết bị đo thông số nhân trắc kích thước cơ thể người bằng ánh sáng cấu trúc [10] Các nghiên cứu này đã khẳng định về việc phát triển hệ thống đo 3D tại Việt Nam trong thời gian tới Các nghiên cứu này có đóng góp quan trọng trong việc thu thập cơ sở dữ liệu 3D cơ thể người phục vụ thiết kế quần áo

* Một số hệ thống máy quét số đo cơ thể người sử dụng ánh sáng trắng :

- ImageTwin: Các máy quét của ImageTwin BMS sử dụng ánh sáng trắng để tạo lưới hoa

văn trên bề mặt cơ thể Thiết kế của hệ thống này cho phép phủ sóng rộng của toàn bộ cơ thể con người Mỗi hệ thống sử dụng 6 bộ cảm biến, một cảm biến đơn chụp một phân khúc diện tích bề mặt Khi tất cả các cảm biến được kết hợp, một bề mặt kết hợp với phạm vi bảo hiểm khu vực quan trọng của cơ thể được hình thành cho việc sử dụng trong sản xuất may mặc Kết quả của quá trình quét là một đám mây dữ liệu cho tất cả các bề mặt Một khi hình ảnh thu được , hơn 400.000 điểm dữ liệu được xử lý là xác định

- Cyberware: Hệ thống Cyberware có các loại máy quét khác nhau nhưng hiện tại họ chỉ có

hai mô hình trong dòng máy quét toàn thân là WB4 và WBX

WB4 là một máy quét màu toàn bộ cơ thể 3D, đối tượng được quét đứng trên bục của máy quét trong khi máy quét sẽ quét theo chiều dài của toàn bộ cơ thể Máy quét WBX

là máy quét toàn bộ cơ thể 3D, nó được thiết kế có thể tùy chỉnh để sử dụng trong việc quét

cơ thể cho việc làm đồng phục, thường được sử dụng trong quân đội

Thiết kế hệ thống Cyberware: Máy quét bao gồm hai tòa tháp với một bục tròn ở giữa chúng Mỗi tháp có một thanh sắt với một động cơ gắn liền để di chuyển hai đầu quét Bốn đầu quét trên WB4 được phân cách bằng 75 và 105 góc độ Thời gian quét cho một người không quá 30 giây và thường được hoàn thành vào ít nhất là 17 giây Mỗi một đầu quét bao gồm một nguồn ánh sáng và một máy dò, dùng điốt laser 4 là nguồn gốc của ánh sang WB4 có thể sản xuất một đám mây trên 100.000 điểm dữ liệu 3D từ bề mặt cơ thể con người [67, 70, 22]

1.2.2.2 Phương pháp tiếp xúc (Phương pháp cơ học)

* Nguyên lý :

Các máy đo toạ độ CMM (Coordinate Measuring Machine) hoạt động theo nguyên

lý dịch chuyển một đầu dò để xác định tọa độ các điểm trên một bề mặt của vật thể Máy đo toạ độ thường đo các toạ độ theo phương chuyển vị X, Y, Z Bàn đo được làm bằng đá granít, đầu đo được gắn trên giá, giá lắp trên thân trượt theo phương Z, khi đầu đo được điều chỉnh đến một điểm đo nào đó thì 3 đầu đọc sẽ cho ta biết 3 toạ độ X, Y, Z tương ứng với độ chính xác cao, có thể lên đến 0,1 micromét theo tài liệu

+ Thiết bị: Máy CMM thường thiết kế với 3 phần chính: Thân máy, đầu dò và hệ thống điều khiển hoặc máy tính

+ Phần mềm đo:

Để dễ dàng cho việc tính toán kết quả đo, kèm theo máy là phần mềm thiết kế cho từng loại thông số cần đo Mỗi hãng chế tạo máy CMM đều viết riêng cho các máy của mình những

phần mềm khác nhau Mỗi phần mềm có thể có nhiều mô đun riêng biệt ứng dụng cho từng loại thông số

1.2.2.3 Ưu nhược điểm từng phương pháp, phạm vi sử dụng

Xét về tính chất, hai nguồn sáng này hoàn toàn khác nhau nhưng khi chúng liên quan đến kết quả đo thì sự khác biệt chỉ là rất nhỏ Theo toán học, cả 2 đều ứng dụng thuật toán dùng phép đo tam giác, vốn đã có cùng đặc điểm về độ chính xác và độ phân giải - chúng đều là các kỹ thuật chiếu dùng ánh sáng Việc người dùng chọn kỹ thuật chiếu nào phụ thuộc vào ứng dụng Ánh sáng laser được hội tụ vào một tia hay một bản để bao phủ một khu vực nhất định mỗi lần và do đó chỉ có thể đo một số điểm nhất định nằm trong dải tia đó Ánh sáng trắng trong hệ thống, có khả năng bao phủ cả một vùng Mỗi lần quét trong vùng này

có thể thu được 400.000 điểm dữ liệu Hơn nữa, bằng việc chiếu các kiểu bóng đã được mã hóa trong các vùng đó, rất nhiều điểm nữa có thể đo được so với điểm thu được khi dùng tia laser

Về thời gian quét: Thời gian quét của Phương pháp quét ánh sáng trắng nhanh hơn

so với quét lazer do nó chỉ sử dụng máy ảnh để chụp lại các vân sáng tối Còn phương pháp quét lazer phải sử dụng quét bằng chùm lazer trên cơ thể

Về kinh tế : Hệ thống laser có thể được tạo ra với chi phí thấp hơn Tuy nhiên, hệ thống này lại chậm hơn nhiều so với hệ thống dùng ánh sáng trắng

Xét về độ chính xác: Những hệ thống ứng dụng nguồn sáng trên đã được xây dựng nhưng chưa thấy hệ thống nào nổi trội hơn về độ chính xác Hệ thống quét laser thường được

sử dụng quét các vật thể lớn như ô tô xe máy…, Hệ thống quét ánh sáng trắng thích hợp đối với những bộ phận có dung sai nhỏ như các bộ phận trong xe máy và các dụng cụ tạo ra bằng việc phun vật liệu nóng vào khuôn đến những ứng dụng cần ít độ chính xác hơn như đồ chơi bằng nhựa

Xét về độ an toàn: Sử dụng phương pháp quét ánh sáng trắng hoàn toàn an toàn đối với cơ thể người Sử dụng phương pháp quét lazer của một số hãng có khuyến cáo về ảnh hưởng đến sức khỏe do nguồn lazer có tác động đến mắt hoặc da nhạy cảm

Kết quả quét hình bằng các phương pháp trên đều cho dữ liệu là đám mây điểm Đám mây điểm này phải được chuyển sang dạng lưới tam giác để xây dựng mô hình bề mặt

1.2.3 Xử lý dữ liệu đo cơ thể người

* Xử lý trích xuất dữ liệu đo: Hệ thống quét toàn thân 3 chiều luôn được đính kèm

các giải pháp phần mềm phục vụ cho từng mục đích sử dụng, một số hệ thống làm việc hoàn toàn tự động trích xuất kích thước cơ thể người phục vụ cho thiết kế, một số khác cho phép

lấy được số đo của các phần đặc biệt Các giải pháp được cân nhắc đặc biệt theo từng dạng thông tin theo yêu cầu của người sử dụng

Hình 1.18 Sơ đồ đo thông số kích thước cơ thể tự động trong không gian 3 D (nguồn: [19])

Các giải pháp phần mềm hoàn thiện cho hệ thống máy quét toàn thân 3 chiều tăng

vọt trong nhiều năm qua, sử dụng máy quét toàn thân và phần mềm xử lý dữ liệu đã được áp dụng trong việc xác định bảng hệ thống cỡ số nhân trắc học, trong việc thiết kế quần áo

* Xử lý làm tăng chất lượng mẫu quét:

Dữ liệu thu được từ máy quét 3 chiều là dạng mô hình 3D, quá trình quét trên bề mặt đối tượng quét có các điểm khuất….gây nhiễu bề mặt Tùy theo yêu cầu sử dụng dữ liệu quét

mà có thể xử lý làm tăng chất lượng dữ liệu quét, giúp bề mặt đối tượng quét trơn, nhẵn và đồng đều hơn Hiện tại có nhiều phần mềm xử lý dữ liệu đo, quét, trong thiết kế kỹ thuật 3D

sử dụng một số phần mềm thông dụng như: Rapidform, Geomagic…

1.3 Phương pháp mô phỏng trong thiết kế 3 chiều

1.3.1 Lý thuyết mô phỏng

1.3.1.1 Một số khái niệm

* Mô hình hóa (Modeling) là thay thế đối tượng gốc bằng một mô hình để nhằm thu

nhận các thông tin về đối tượng bằng cách tiến hành các thực nghiệm, tính toán trên mô hình

Lý thuyết xây dựng và nghiên cứu mô hình để hiểu biết về đối tượng gốc gọi là lý thuyết mô hình hóa Mô hình hóa là một phương pháp khoa học để nghiên cứu đối tượng Nếu như các quá trình xảy ra trong mô hình đồng nhất - theo các chỉ tiêu định trước - với các quá trình xảy ra trong đối tượng gốc thì người ta nói rằng mô hình đồng nhất với đối tượng Lúc này

người ta có thể tiến hành các thực nghiệm trên mô hình để thu nhận các thông tin về đối tượng [3]

* Mô phỏng (Simulation) là phương pháp mô hình hóa dựa trên việc xây dựng mô

hình số (nemerical model) và dùng phương pháp số (numerical methods) để tìm các lời giải Chính vì vậy máy tính số là công cụ duy nhất và hữu hiệu để thực hiện việc mô phỏng

hệ thống [3]

Lý thuyết cũng như thực nghiệm đã chứng minh rằng chúng ta chỉ có thể xây dựng các mô hình gần đúng với đối tượng mà thôi, vì trong quá trình mô hình hóa bao giờ cũng phải chấp nhận một số giả thiết nhằm giảm bớt độ phức tạp của mô hình, để mô hình có thể ứng dụng thuận tiện trong thực tế Mặc dù vậy mô hình hóa luôn luôn là phương pháp hữu hiệu để con người nghiên cứu đối tượng, nhận biết các quá trình, các quy luật tự nhiên Ngày nay nhờ có sự trợ giúp đắc lực của kỹ thuật máy tính, tin học, người ta đã phát triển các phương pháp mô hình hóa cho phép xây dựng các mô hình ngày càng gần với đối tượng nghiên cứu, đồng thời việc thu nhận lựa chọn xử lý các thông tin về mô hình rất thuận tiện, nhanh chóng và chính xác

* Phương pháp mô phỏng được phát triển mạnh mẽ và ứng dụng rất rộng rãi Các mô hình được xây dựng dựa trên phương pháp mô phỏng được gọi là mô hình mô phỏng (hay còn gọi là mô hình số) Phương pháp mô phỏng cho phép đưa vào mô hình nhiều yếu tố gần sát với thực tế Đồng thời mô hình được giải trên các máy tính có tốc độ tính nhanh, dung lượng lớn, do đó các kết quả thu được có độ chính xác cao Vì vậy phương pháp mô phỏng

đã tạo điều kiện để giải các bài toán phức tạp như bài toán mô hình hóa các hệ thống lớn, hệ thống ngẫu nhiên, phi tuyến có các thông số biến thiên theo thời gian Phương pháp mô phỏng được ứng dụng để mô hình hóa trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: kỹ thuật, kinh tế,

xã hội, sinh học, đặc biệt là các hệ thống lớn, phức tạp có nhiều yếu tố ngẫu nhiên tác động

1.3.1.2 Bản chất của phương pháp mô phỏng

Bản chất của phương pháp mô phỏng là xây dựng một mô hình số [3, 7], tức mô hình được thể hiện bằng các chương trình máy tính, sau đó tiến hành các thực nghiệm trên mô hình để tìm ra các đặc tính của hệ thống được mô phỏng Để nghiên cứu hệ thực chúng ta phải tiến hành mô hình hóa tức xây dựng mô hình mô phỏng Khi có mô hình mô phỏng sẽ tiến hành làm các thực nghiệm để thu được kết quả mô phỏng Thông thường kết quả mô phỏng có tính trừu tượng của toán học nên phải thông qua xử lý kết quả mô phỏng chúng ta mới thu được các thông tin, kết luận về hệ thực Sau đó dùng các thông tin và kết luận trên để hiệu chỉnh hệ thực theo mục đích nghiên cứu đề ra ban đầu Quá trình nghiên cứu mô phỏng sẽ được trình bày cụ thể trong phần tiếp theo dưới đây

Hình 1.19 Quá trình nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng (nguồn: [3])

* Trình tự thực hiện một quá trình mô phỏng theo tài liệu [3]:

- Xây dựng cấu trúc mô phỏng: Sơ đồ khối

- Xác lập giá trị các thông số của mô hình

- Xác định các điều kiện đầu

- Các kích động đưa vào hệ thống

- Lựa chọn cách thức xuất kết quả

- Điều khiển việc thực thi quá trình mô phỏng

1.3.1.3 Ưu nhược điểm của phương pháp mô phỏng

a Ưu điểm:

- Có khả năng nghiên cứu các hệ thống phức tạp, có các yếu tố ngẫu nhiên, phi tuyến, đối với những hệ thống này phương pháp giải tích thường không có hiệu lực Ưu điểm nổi bật của phương pháp mô phỏng là tính linh hoạt, người ta có thể đưa vào chương trình mô phỏng nhiều đặc tính của hệ thống mà phương pháp giải tích không thực hiện được

- Có thể đánh giá các đặc tính của hệ thống làm việc trong các điều kiện dự kiến trước, hoặc ngay cả khi hệ thống còn đang trong giai đoạn thiết kế khảo sát, hệ thống chưa tồn tại

- Có thể so sánh, đánh giá các phương án khác nhau của hệ thống

- Có thể nghiên cứu các giải pháp điều khiển hệ thống

- Có thể nghiên cứu trong một khoảng thời gian ngắn đối với hệ thống có thời gian hoạt động dài như hệ thống kinh tế, hệ thống xã hội

b Các nhược điểm của phương pháp mô phỏng:

Phương pháp mô phỏng đòi hỏi công cụ mô phỏng đắt tiền như máy tính, phần mềm chuyên dụng Ngoài ra, phương pháp mô phỏng thường sản sinh ra khối lượng lớn các dữ

liệu có tính thống kê xác xuất, do đó đòi hỏi phải có những chuyên gia thành thạo về phân tích dữ liệu để xử lý kết quả mô phỏng

1.3.1.4 Các ngôn ngữ sử dụng trong mô phỏng

- Khi tiến hành mô phỏng chúng ta phải xây dựng mô hình mô phỏng trên máy tính Mô hình

mô phỏng là một tập hợp các chương trình chạy trên máy tính được gọi là phần mềm mô phỏng, những chương trình này thường được viết bằng ngôn ngữ cấp cao thông dụng như PASCAL, C++ , VISUAL BASIC… Tuy nhiên đối với các hệ thống phức tạp viết các chương trình mô phỏng như vậy gặp rất nhiều khó khăn và mất nhiều thời gian

Trong thực tế người ta đã phát triển nhiều phần mềm mô phỏng chuyên dụng được gọi là ngôn ngữ mô phỏng (Simulation language) và thiết bị mô phỏng (Simulator)

Ngôn ngữ mô phỏng bao gồm nhiều khối chuẩn, người sử dụng chỉ cần nạp các thông

số cần thiết, nối các khối theo một logic định trước, cho mô hình chạy trong thời gian mô phỏng và nhận được các kết quả dưới dạng bảng số hoặc đồ thị Sử dụng ngôn ngữ mô phỏng

có rất nhiều ưu điểm như [3]:

- Thời gian xây dựng mô hình ngắn

- Dễ dàng thay đổi cấu trúc và thông số của mô hình

- Dễ gỡ rối, sửa chữa sai sót

- Các kết quả được xử lý tốt, thuận tiện cho việc sử dụng

Trong lĩnh vực may mặc, phương pháp mô phỏng được ứng dụng để mô phỏng lại hình dạng, kích thước cơ thể người, mô phỏng quá trình khoác trang phục lên cơ thể người

để kiểm tra, đánh giá độ vừa vặn của quần áo và cơ thể người [8, 31, 40]

Đây là một trong những ứng dụng giúp cho quá trình thiết kế, thử sửa sản phẩm quần

áo vô cùng thuận tiện và hiệu quả Giúp cho quá trình thiết kế mẫu trong sản xuất may công nghiệp nhanh gọn, chính xác

1.3.2 Cơ sở toán học ứng dụng trong mô phỏng 3 chiều

1.3.2.1 Điểm, Vector

a Điểm (Point)

Mọi thứ bắt đầu với điểm Một điểm bất kỳ luôn có giá trị tọa độ tương ứng với số chiều của không gian mà nó cư trú Điểm, mặt phẳng và vectơ là cơ sở cho việc tạo ra và chuyển đổi hình học trong không gian 3 chiều nói chung và trong ngôn ngữ lập trình Grasshopper nói riêng Điểm trong không gian 3 chiều có ba tọa độ, thường được gọi là (x,

y, z) Điểm trong không gian 2 chiều chỉ có hai tọa độ đó được gọi là (x, y) hoặc (u, v)

Trong đồ họa mỹ thuật khi muốn xây dựng một đường cong tổng quát khi chưa biết phương trình toán học của nó người ta sử dụng một tập hợp các điểm cho trước gọi là tập các điểm điều khiển (control points) Giả sử ta dùng n+1 điểm điều khiển P0, P1, P2, , Pn, khi đó một đường cong C được tạo ra theo một trong hai cách sau:

+ Nội suy các điểm điều khiển: Đường cong C được bắt đầu tại điểm P0 và đi qua các điểm điều khiển trung gian theo thứ tự P0, P1, P2, , Pn C kết thúc tại Pn

+ Xấp xỉ các điểm điều khiển: C không nhất thiết phải đi qua các điểm điều khiển nhưng hình dạng của nó được quyết định bởi các điểm điều khiển

Đường cong là các đối tượng cơ bản thường là kết quả của tiến trình thiết kế và các điểm điều khiển đóng vai trò là công cụ để kiểm soát và mô hình hoá đường cong Cách tiếp cận này là cơ sở của lĩnh vực thiết kế mô hình hình học nhờ máy tính (Computer Aided Geometric Design - CAGD) Về mặt toán học, đường cong được biểu diễn dưới dạng:

- Phương trình ẩn: f(x, y, z) = 0

- Phương trình tường minh: y = f(x), z = g(x)

- Phương trình tham số: x = x(t), y = y(t), z = z(t) trong đó t ∈ [0; 1]

Mặc dù về mặt lý thuyết có thể sử dụng phương trình toán học bất kỳ để biểu diễn đường cong, nhưng mô hình toán học dưới dạng đa thức được sử dụng phổ biến nhất do có đặc tính

dễ dàng xử lý, đủ linh hoạt để mô tả phần lớn các loại đường cong sử dụng trong kỹ thuật Mỗi đường cong có các đặc tính đó là: Độ chảy, Vector tiếp tuyến đơn vị, Vector pháp tuyến chính, độ cong và bán kính cong [5, 29]

Một số dạng đường cong sử dụng trong đồ họa, thiết kế:

a Đường cong B-Spline

Hàm B-Spline thực chất là dùng làm hàm trộn cho đường cong Bezier nên các tính chất của đường cong Bezier cũng thỏa mãn cho đường cong B-Spline [5, 29]:

+ Các đường B-Spline bậc m là các đa thức riêng phần bậc m Các hàm B-Spline bậc m tạo thành một cơ sở cho bất kỳ Spline nào có cùng bậc được định nghĩa trên cùng các nút Các Spline có thể được biểu diễn như một tổ hợp tuyến tính của các B-Spline

+ Các đường cong dựa trên các đường B-Spline là bất biến, do đó, để biến đổi một đường cong B-Spline, chỉ cần biến đổi các điểm kiểm soát, sau đó khởi tạo lại đường cong từ các điểm kiểm soát đã được biến đổi này

+ Một đường cong B-Spline sẽ nằm trong đường bao lồi của các điểm kiểm soát

+ Độ chính xác tuyến tính của đường cong B-Spline: Nếu m điểm kiểm soát kề nhau là tuyến tính cùng nhau thì đường bao lồi của chúng là một đường thẳng Do đó đường cong cũng sẽ trở thành đường thẳng

+ Tính chất giảm độ biến thiên: số giao điểm giữa đường cong B-Spline với bất kỳ một mặt phẳng nào (nếu có) luôn luôn nhỏ hơn số giao điểm (nếu có) giữa đa giác kiểm soát của nó với mặt phẳng đó

+ Trong đường cong B-Spline, số lượng các nút, bậc của đường cong và số điểm điều khiển luôn có các quan hệ ràng buộc: 0 ≤𝑡 ≤𝑛−𝑚+2

Đường cong này được sử dụng để tạo nên lưới bề mặt cơ thể và quần áo trong thiết

kế quần áo 3 chiều

b Đường cong NURBS

Đường cong NURBS ( Non-Uniform Rational B-Spline), là một mô hình toán học được sử

dụng trong kĩ thuật đồ họa máy tính để biểu diễn đường cong và bề mặt [5, 29]

Việc phát triển NURBS được bắt đầu từ những năm 1950, đường cong NURBS là sự khái quát hóa của đường cong Bézier splines Lúc đầu NURBS chỉ được sử dụng trong thuộc

tính của gói phần mềm CAD của các công ty sản xuất ôtô Sau này chúng trở thành một phần của chuẩn gói phần mềm đồ họa máy tính Một đường cong NURBS được xác định bởi các thông số: Bậc, tập điểm điều khiển có trọng số và một vector nút Đường và mặt cong NURBS là trường hợp tổng quát của đường, mặt cong B-spline and Bézier, điểm khác biệt

cơ bản là các điểm điều khiển đã được gán trọng số, khiến cho đường cong NURBS có tỉ lệ

1.3.2.3 Mặt

Mặt cong (surface): là quỹ đạo chuyển động của một đường cong tạo nên Biểu diễn tham biến cho mặt cong [29]:

- Dựa vào việc xây dựng và tạo bề mặt toán học trên những điểm dữ liệu

- Dựa trên việc xây dựng nên bề mặt phụ thuộc vào biến số có khả năng thay đổi một cách trực diện thông qua các tương tác đồ hoạ

a Biểu diễn mảnh tứ giác

Phương trình:

x=x(u,v)

y=y(u,v) u,v ∈ [ 0, 1]

z=z(u,v)

Q(u,v) = Q[ x=x(u,v) y=y(u,v) z=z(u,v) ]

Thành phần u,v là các tham biến

Các điểm Q(0,0) Q(0,1), Q(1,0), Q(1,1) là cận của mảnh, các đường cong Q(1,v), Q(0,v), Q(u,0), Q(u,1) là các biên của mảnh Đạo hàm riêng tại điểm Q(u,v) xác định vector tiếp tuyến theo hướng u, v

Hình 1.21 Biểu diễn mảnh tứ giác [nguồn 29]