第一讲　服装CAD技术  
 
　　1.1.0
　　学习目标
　　●掌握服装CAD技术基础知识，服装CAD硬件系统、软件系统；Photoshop应用软件的设计系统组成。
　　●了解服装CAD技术的发展历程与发展趋势。
　　学习要点
　　Photoshop应用软件的设计系统组成服装 CAD（Computer Aided Design）技术，即计算机辅助服装设计技术，是利用计算机的软、硬件技术对服装产品、服装工艺过程，按照服装设计的基本要求，进行输入、设计及输出等的一项专门技术，是一项综合性的，集计算机图形学、数据库、信息网络等计算机及其他领域知识于一体的高新技术，用以实现产品技术开发和工程设计。它也是利用人机交互手段（Manmachine Interactive Methods），充分发挥人和计算机两方面的优势，大大提高设计质量和设计效率的服装设计技术。它被人们称为艺术和计算机科学交叉的边缘学科，是以尖瑞科学技术为基础的不同于以往任何一门艺术的全新的艺术流派。
　　服装CAD技术是建立在交互式计算机图形学（ICG）基础之上的，设计师可通过计算机来开发、分析、修改他的设计，并以图形或符号的形式来处理数据。Photoshop的系统主要包括计算机款式系统、计算机打板设计系统、计算机推板设计系统、计算机排料设计系统、计算机试衣设计系统和计算机生产工艺设计系统等。

　　1.2.0
　　服装CAD技术的发展历程
　　自产业技术革命以来，人们一直在致力于提高生产效率，创造高质量的产品，缩短劳动时间，以创造高水准的生活。由于电气自动化科学技术的飞速发展，20世纪40代第一台计算机问世，又随着大规模集成电路的发展和计算机硬件技术的逐渐成熟，作为第三次工业革命浪潮的数字技术席卷了各行各业，先是出现了现代化的设计工具电子CAD，随后又出现了机械CAD。在20世纪80年代末，美国麻省理工学院MIT的Evan southland教授发明了计算机图形处理技术，从而使计算机不仅能进行科学计算和处理文字信息，而且有了处理和显示图形的能力，为CAD技术的发展开辟了道路。现在的CAD技术在航空、汽车、电子、建筑等技术密集型的行业中得到了广泛的应用。而服装CAD技术发展只有30多年的历史，最早的是在20世纪60年代，利用计算机进行服装尺寸的收放，后来发展成为放码、排料系统，属于服装结构设计系统范畴。进入20世纪90年代，各开发商又相继推出服装打板结构设计和款式设计等系统，从而完善了Photoshop产品，使款式设计、结构设计、打板制作与推档排料形成一体，都可通过计算机操作完成，形成产品的系列化，使服装设计人员基本上实现了设计的计算机操作。

　　1．3.0
　　服装CAD硬件系统
　　Photoshop系统包括硬件和软件两大部分，其硬件部分主要由工作站、图形输入设备和输出设备组成，如图1-1所示。其中工作站起核心控制作用，其他的设备分别执行绘图、打印输出、输入、照相、存储等任务。软件是指针对服装设计应用专门编制的计算机程序。在程序控制之下，计算机和外部设备才能按照设计师的意图和命令，进行绘图、设计款式和样片、放码、排料等各项工作。
　　工作站主机
　　所谓CAD系统的工作站主机，是图形显示设备、软件和主机结合在一起的一种高性能的单用户计算机，适合用于人机交互。一般可分为两类：一类是以工作站（Workstation）为主机，普遍采用Unix或X-Windows 操作系统；另一类是以高档微机（PC）为主机，通常采用Windows X或Windows NT操作系统，或者采用Novell、OS／2等操作系统。图形输入设备
工作站除了主机之外，还包括显示器、键盘、鼠标或数字化仪。
　　●图形数字化仪（Digitizer）：是一种实现图形数据转换的设备。小型的图形数字化仪有时也称为图形输入板，如图所示。
　　●扫描仪（Scanner）：是一种将图片通过投射光线和镜头传输到感光元器件上，并把读取的一行行像素转换成数据存入计算机的设备。通过彩色扫描仪可以逼真地把彩色照片和图片输入到计算机内存储。扫描仪用于Photoshop的款式设计系统，其作用是协助建立图片数据库。
　　●彩色摄像仪和数码相机（camera）：是计算机的动态图像输入设备，如图所示。如把人体轮廓摄入到计算机内就需要这个输入设备。为保证图像精度，一般采用扫描精度在400线以上的设备。彩色摄像仪和数码相机用于Photoshop的计算机试衣系统。数码相机只需利用一个串联接口就可以与计算机直接相连，对三维的物体拍摄后，可以直接将图像数据输送到计算机里。
　　图形输出设备
　　●打印机（Printer）：是非常普遍的输出设备，是一种利用点阵方法逐行打印的设备，如图所示。它将所要打印的字形、符号等由点阵组成输出打印出英文字母、图形及汉字。其种类有：针式打印机、喷墨打印机、激光打印机以及热感应打印机。Photoshop一般采用的是A4或A3幅面彩色喷墨打印机，可以输出彩色效果图、按比例缩小的排料图、生产工艺指导单、客户档案及相关的管理信息等。1∶1大小的纸样、排料方案或裁片就是通过这些设备得以输出的。
　　●绘图仪（plotter）：是把计算机产生的图形用绘图笔画在绘图纸上的设备。它的主要技术指标有：绘图速度、步距（分辨率一般在01～0.01mm之间）、绘图精度、重复精度、零位精度，及其他功能（图形大小、画笔颜色、插补线型等）。绘图仪有小型和大型、笔式和喷墨、平板和滚筒之分。小型绘图仪一般最大工作幅宽为90cm，滚筒式传输，绘图方式有笔式和喷墨式（笔式绘图方式随着喷墨技术的发展将逐渐被取代）。小型绘图仪由于输出图形幅宽的制约，使用面受到限制。大型绘图仪一般最小工作幅宽为160cm，有平板式和滚筒式两种机型。常用的绘图方式是笔式绘图仪。绘图仪设备的幅宽对应面料的门幅进行调节，用来绘制1∶1大小的生产打板裁剪图。
　　●切割机：切割机也有小型和大型、平板和滚筒、单笔和双笔之分，双笔型切割机可以直接控制下笔和下刀，裁料与铺料面板间采用静电吸附，切割精度也比单笔要高，所以Photoshop一般采用平板式双笔切割机。
　　●自动裁剪系统（Automatic Cutting System）：在裁床机上用激光刀直接切割布料，都是平板式，其价格非常昂贵。
上述这些设备是计算机技术和光学技术、视频技术、机械技术等相互渗透的综合产品。目前在外设方面，我国的Photoshop系统主要配备外国的先进产品，高速绘图机、自动剪裁机等还处于研制阶段。

　　1．4 .0
　　服装CAD软件系统
　　Photoshop系统是由工作站、外围设备（图形输入 / 出设备）和Photoshop系统软件3大部分组成的综合系统。Photoshop系统软件的发展，要求更新更快的计算机系统，而计算机硬件的更新，为开发更好的Photoshop系统创造了物质条件。Photoshop系统软件可以分为3个层次：
　　●系统软件：用于计算机的管理、维护、控制和运行，以及计算机程序的翻译与执行，包括操作系统、编译系统、图形接口及接口标准。
　　●支撑软件：在系统软件基础上开发的，满足CAD用户一些共同需要的通用软件或工具软件，比如计算机分析软件、网络服务软件、数据库管理系统等。
　　●应用软件：通常所说的Photoshop软件，就是指Photoshop系统软件的应用软件。Photoshop应用软件系统的功能模块，已经从放码、排料、款式设计扩展到打板设计、试衣系统以及成本计算、生产管理和工艺规划等，与服装CAM系统和管理信息系统（MIS）集成化，形成计算机集成制造系统（CIMS）。
　　Photoshop应用软件的设计系统组成
　　Photoshop是建立在交互式计算机图形学（ICG）基础上的，设计师可通过计算机来开发、分析、修改他的设计，而计算机图形学技术可使计算机以图形或符号的形式来处理数据。目前，服装CAD技术已覆盖了服装设计的三个部分，即款式设计、结构设计和工艺设计，市场上已产品化的系统有推板（放码）设计、打板（样片）设计、放码设计、排料设计等，在服装销售、管理系统还有自动量体系统、试衣系统、服装管理系统、网络数据管理系统等，如图所示为Photoshop应用软件系统组成方式示意图。不同的外部设备与计算机的连接方式有其不同之处。

　　1．5．1
　　款式设计系统
　　计算机款式设计系统（Fashion Design System）是辅助服装款式设计的应用系统，是应用计算机图形学和图像处理技术，为设计师提供创意、扩大视野的一个高科技环境，为服装设计师提供一系列在计算机上完成时装设计和绘图的工具，使设计师不用笔和颜料，就能实现自己的艺术构想。款式设计师按照自己的设计构思，通过数字化的输入设备（如光笔、鼠标等），运用系统内部提供的各种绘画工具（如各种笔型和图案造型等）和各种图形数据库，在显示屏上进行勾画描绘，利用系统现成的颜色和调色板进行调色和上色，再把设计图稿存储或输出打印；也可以将现有的画稿输入计算机，再利用计算机提供的各种工具进行修改和再创造。
　　服装款式设计可分为二维款式设计和三维款式设计两种。
　　1．二维服装款式设计
　　二维服装款式设计的功能为：通过选择系统提供的各类工具绘制时装图、款式图、效果图，或调用款式库内的式样进行修改而生成上述图样；可以调用库内的花型、图案，也可以实时生成新的花型、图案覆盖到指定的图形区域内；还可以调用图形库内的部件并对其修改，也可以实时生成新的零部件，并能使相关部件形态、数量吻合，完成部件装配。此外，颜色库可提供几万种颜色供设计师选择。在完成新式设计后，可存储在计算机内，也可通过彩色喷墨打印机、彩色热升华等设备将所需图形或图像输出到纸上。
　　2．三维服装款式设计
　　三维服装款式设计系统由于其开发难度较高，目前尚处于研制阶段。其主要功能为：在输入人体的特征尺寸（身高、肩宽、胸围、腰围、臀围）时生成人体模型，然后根据服装设计要求生成服装模型，服装"穿着"在人体上生成着装效果图；三维着装模特可旋转变换，并将不同旋转角度的模特显示于屏幕的不同区域，因此可同时从不同角度观察服装的着装效果；系统可以模拟服装表面的各种装饰效果，如拉花、饰物等，以及可进行应力分析，如折皱、悬垂、蓬松性等；可进行局部颜色修改而不影响底部的织物，或进行局部织物修改而不影响整个服装显示；还可以控制光源的位置及亮度，并能显示背景内容，从而产生逼真的着装效果图。
　　利用计算机款式设计系统，能快速绘制逼真的二维、三维效果图，从而提高了效率，丰富了设计；计算机内存储的大量图形库、式样库、图案库、衣片库等，可以快速调用，并进行交互修改，省时、省工、省料；三维服装款式设计系统可使设计师不经制作服装，就能看到自己各种构思的设计结果，因而大大缩短了开发新品种的周期。

　　1．5．2
　　打板设计系统
　　计算机打板设计系统（Pattern Design System）是辅助服装结构设计和打板制作的应用系统。
打板设计主要包括衣片的输入，各种点、线的设计，衣片生成、衣片的绘制输出等功能。衣片的输入可通过输入若干关键点来确定衣片的形状与大小，或用数字化仪和衣片扫描输入仪输入，还可通过输入公式中的参数来确定衣片。
　　打板设计是服装设计制作的关键环节，它直接影响服装的造型与质量。打板设计系统为结构设计提供了一系列的制图工具，可设置和增减点、直线、曲线；对结构基形进行切割、展开、镜射、拼接；进行省道的定量、转移、关闭、分配；处理打板的缝量、刀眼、标记、尺寸等。设计人员只需用鼠标控制功能按钮就可以轻松完成设计需求。对于用专业曲线板来拟合袖窿和领弧线、精确地测量各部位尺寸、模拟各部位的成型效果、快速地度身打板等更是方便自如。从而使设计师进行新的样片设计时完全可以用原来手工设计的思想在计算机上完成样片设计，用计算机设计的样片既规范又准确，实现了用手工难于解决的许多问题，如多个样片一起进行设计，并能动态地进行设计和修改，设计和修改样片时能动态地看局部折叠效果等。而且设计完成的样片存入计算机内可以多次取用，其作用是无穷的。
　　计算机打板设计系统内特别设置有多个窗口：记录窗口，可动态地记录设计制作步骤，并可在窗口内快速修改和更新设计；效果图窗口，为结构设计提供可参照的款式效果图；曲线库窗口，方便了打板曲线的存取使用；标记库窗口，完整地存储着供使用的打板标记符号等。设计完成的样板自动存入排料系统，还可通过绘图仪或打印机输出。

　　1．5．3
　　放码设计系统
　　计算机放码设计系统（Grading Design System）是辅助打板设计完成工业打板推档，是Photoshop系统中最早研制成功，也是目前最成熟和应用最为广泛的系统。放码是服装设计和生产的一个重要瓶颈环节，它是以某个中间标准号型的衣片为基础，根据一定的规则对其进行放大或缩小，从而派生出不同号型的服装衣片。计算机放码的基本原理，是通过大幅面数字化仪或其他方法将设计师手工绘制的基样衣片输入到计算机内，或利用服装打板设计系统直接在屏幕上打板，建立起用直线、曲线、点等图形元素描述的样板的数字化模型，按一定的放码规则，如逐点位移法、公式法等对各号型样板进行放缩计算，对衣片进行适当修改，对关键部位曲线进行适当调整，以利于装配生成各种成套标准规格及非标准规格的样板，最后绘图输出，供后道工序使用或直接传送到配套的排料系统进行排版。
　　应用计算机放码系统比传统的手工放码效率提高十多倍。传统的手工放码要经过大量的绘图与计算，放码一系列衣片往往需要几周或几个月的时间，而计算机放码只需几个或十几个小时；计算机放码精确可靠，避免了人为因素造成的误差。计算机绘制的样板曲线光滑圆顺，点和线定位准确，整齐划一。由于拼接处质量好，缝制时缝口光滑平整。计算机内存有各个号型的样板图和放码资料，是生产中有据可查的依据。计算机绘制的样板可长期保存，既不会变形，又不占空间，还易于查询，比起样板图纸和纸样库更方便管理。

　　1．5．4
　　排料设计系统
　　计算机排料设计系统(Marking Design System)是在计算机的显示屏幕上给排料师建立起模拟裁床的工作环境。操作人员将已完成放码、放缝边工作的各种号型的服装样板，在给定布幅宽度、布纹方向、花格对齐、尺码搭配等限制条件下，用数学计算方法，合理、优化地确定衣片在布料上的位置。无漏排、错排现象，将排料信息传递到数控裁床，实现省时省料的剪裁自动化。放码、排料系统主要采用计算机的二维图形技术，计算机辅助排料可分为交互排料与自动排料两类。
　　计算机辅助排料可多次试排，并可精确计算各种排料图的用料率，以寻找最佳衣片组合方式，从而获得较高的布料利用率。同时，由于计算机高度的精确性，不会漏排或重排，减少了出错次数。排料师在计算机屏幕上进行排料，一方面可减轻手工排料时来回走动的劳累；另一方面可通过换屏等操作纵观全局，以进行较好的衣片布局。计算机排料可大大减小手工排料时占用较大的厂房面积，同时排料的信息有助于用来进行各方面管理，如估料、核算成本等。计算机排料信息可传输给数控裁剪机直接用机器裁剪。
　　生产工艺设计系统
　　计算机生产工艺设计系统用于辅助制定缝制生产工艺说明书。它可进行款式图、样片的结构关系图、缝制方式示意图及文字、表格的绘制。它与款式设计不同。其中的工艺结构说明图是作为生产加工的指示性图例，用各种特定的符号和标记表示，如表示各种缝型、缝迹，辅料和配料的类型，打板的位置，里面料的缝合关系和方式，缝料加工的特殊要求，缝制工序流程排列，成衣装饰标记等。并有各种工艺表的模板设计，还可按需要进行生产任务单、工艺要求单、质量检验单、企业管理单等的系列设计。设计完成的结构说明图或生产工艺单通过打印机输出。
　　管理系统
　　计算机管理系统（Management System）是成本计算、生产管理或产品信息管理（PDM）等系统与服装CAD技术的集成，是信息管理技术和数据库技术相结合的产物。其系统往往基于一个中央数据库，在产品开发过程中的款式设计、打板设计、工艺规划、剪裁、生产、包装和配送等各个阶段之间，起到接口的作用。

　　1．5．6
　　试衣设计系统
　　计算机试衣设计系统（Fitting Design System）是通过摄像机或数码相机，直接拍摄顾客的形象，通过摄像机或扫描仪输入大量的服装模特着装效果图，存储在计算机内建立服装款式库，并连续地显示在彩色屏幕上，供顾客浏览和挑选；通过图像处理功能，先给顾客量体，然后可随意在款式库中挑选服装，自动穿在顾客身上，并在彩色显示器上显示出着装效果，观察其效果，同时可根据需要略加修改，如更换服装颜色或面料、修改造型等，体现不同的服装效果，从而帮助顾客挑选和订制服装。虽然目前有些Photoshop系统声称具有三维款式试衣效果，但这些试衣系统和款式设计系统往往只能以二维平面图形模拟三维的着装效果，不能根据面料的悬垂性从任意不同的角度进行效果显示。因为能真实反映这些特性的计算机悬垂性模拟技术现在还没有完全成熟，所以真正实现三维Photoshop还需要一段时间。

　　思考与习题
　　1． 简述服装CAD技术的发展历程？
　　2． 比较国内与国外服装CAD技术的状况？
　　3． Photoshop系统主要包括哪些设计系统？
　　4． 从Photoshop发展历程、技术现状以及在应用中出现和存在的一些问题与情况来看，它朝着什么方向发展？
　　5． 我国服装市场变化是瞬息万变的。服装业必须想方设法提高自身对市场的反应速度，使产品从设计、加工、管理到投放市场所需的工作量降到最低限度，那么，Photoshop如何来适应该市场变化？
　　6． CIMS系统集成的方式有哪几种？
　　7． Photoshop系统包括硬件和软件两大部分，其硬件部分主要由哪些设备组成？
　　8． 谈谈服装CAD技术的发展趋势。
　　9． 什么是Photoshop智能化？
　　10．平面设计到立体设计是如何发展的？
　　11．自动量体和试衣系统的发展趋势是什么？
　　12．简述CAD开放式系统、CAD标准化系统的发展趋势。
　　13．目前市场图形输入设备、图形输出设备有哪几类？
　　14．Photoshop系统是由哪3大部分组成的？
　　15．Photoshop系统软件可以分为哪3个层次？
　　16．目前，服装CAD技术已覆盖了服装设计的哪3个部分？
　　17．简述二维服装款式设计和三维服装款式设计的功能？
　　18．计算机辅助排料可分为哪两类？
　　19．计算机放码设计系统提供哪两种放码方法？
　　20．什么是款式设计系统？
　　21．什么是打板设计系统、放码设计系统、排料设计系统？
　　22．什么是生产工艺设计系统？
　　23．什么是试衣设计系统？
　　24．什么是网络数据管理系统？