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明代官員服飾三維展示

服裝三維展示技術(shù)是指通過人體建模、服裝建模等技術(shù)預(yù)先模擬出服裝穿著效果。目前許多公司已經(jīng)開發(fā)了功能完備的服裝虛擬展示專業(yè)軟件,比如韓國公司研制的CLO3D、美國EFI公司的Optitex軟件等。中國凌迪數(shù)字科技有限公司也推出了其自主研發(fā)的Style3D軟件,原理是通過將紙樣在虛擬模特上進(jìn)行安排與縫紉,得到服裝三維展示效果。將傳統(tǒng)服飾與虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合,通過服裝虛擬展示軟件實現(xiàn)服裝的數(shù)字化復(fù)原,解決了參觀實體博物館時間與空間上的限制,比二維圖片更加直觀、全面,有助于實現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的服飾文化傳播。

2.1 服裝三維展示關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 明代官服結(jié)構(gòu)研究

目前,對于明代服飾的研究主要集中在其形制規(guī)定、面料紋樣、工藝技術(shù)、演變過程等,在結(jié)構(gòu)方面研究較少。崔莎莎等[10]對孔府舊藏中幾例典型男子服飾結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)原,并對交領(lǐng)、褶、擺、大袖等細(xì)節(jié)裁剪方法進(jìn)行研究。劉暢等[11]對明代官袍中“側(cè)耳”結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究與工藝分析,同時提供兩件帶有“側(cè)耳”的帖里與圓領(lǐng)袍結(jié)構(gòu)復(fù)原圖。劉暢[9]還從服裝結(jié)構(gòu)、工藝、面料、紋樣等方面重點分析了李雨來先生收藏的明代服飾,提供了重要的資料佐證。鮑懷敏等[12]對孔府舊藏赤羅衣的“內(nèi)繒耳”結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究并繪制了赤羅衣結(jié)構(gòu)圖。除此之外,山東博物館出品的《孔府舊藏服飾——斯文在茲》和《衣冠大成》圖冊中收錄了大部分孔府舊藏服飾圖片資料和尺寸信息,以及少量結(jié)構(gòu)圖參考。本文以圖冊及文獻(xiàn)中收錄的圖片資料為基礎(chǔ),參考典籍文獻(xiàn)中官服形制結(jié)構(gòu),對擬展示服裝進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖繪制,并根據(jù)模擬效果對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

繪制結(jié)構(gòu)圖有兩種方式:專業(yè)服裝CAD軟件樣板繪制工具較為全面,適合結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的紙樣;服裝三維展示軟件的二維紙樣窗口提供簡單的紙樣繪制工具,適合較簡單紙樣的繪制和服裝紙樣細(xì)節(jié)修改。

2.1.2 明代官服面料復(fù)原

中國傳統(tǒng)服飾色彩豐富,紋樣種類繁多,是古代人民的智慧結(jié)晶,因此在服裝三維展示中還要注重服飾面料復(fù)原。服裝面料復(fù)原包括織物紋樣、顏色及物理屬性等細(xì)節(jié)設(shè)置。本文選取孔府舊藏傳世服裝,面料保存度較完整,色彩鮮艷,能夠充分體現(xiàn)中國傳統(tǒng)服飾之美。三維展示中采用的面料紋理主要來自實地調(diào)研及圖冊中的圖片資料,需要對拍攝面料的污損進(jìn)行處理。針對素色或紋樣有規(guī)律的面料,采用“最小單元法”選取未被污損的面料單元進(jìn)行擴展。同時,導(dǎo)入面料法線貼圖可以增加服裝面料紋理立體感。服裝虛擬展示軟件提供常見面料參數(shù),根據(jù)復(fù)原面料材質(zhì)對透明度、經(jīng)緯紗強度、對角線張力、彎曲強度、變形率、變形強度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,能夠進(jìn)一步提高面料真實性。

2.1.3 多件服裝組合與疊加

從服裝完整性與協(xié)調(diào)性角度對內(nèi)外層服裝進(jìn)行組合模擬。針對組合過程中里外層次錯亂、面料沖突及面料層次增加會降低模擬速度等問題,根據(jù)服裝的層次與疊加特點總結(jié)為同一層次的服裝疊加與不同層次的服裝疊加。

同一層次的服裝疊加主要為上衣下裳的疊加,疊加服裝只有部分面料重合,處理相對簡單。當(dāng)兩件服裝面料產(chǎn)生重疊時,在非模擬狀態(tài)將外側(cè)服裝的版片向外移動,模擬時輔以固定針工具進(jìn)行調(diào)整即可。不同層次的服裝疊加主要指內(nèi)外層服裝的組合,比如朝服中白紗中單與赤羅衣的組合。難點在于面料重合部分較多,易發(fā)生沖突。針對這一問題,本文提出“外部服裝與內(nèi)部部分結(jié)構(gòu)疊加法”:即優(yōu)先考慮通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化將外部服裝與露在外側(cè)的內(nèi)部服裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加。常見疊加部位如服裝衣領(lǐng)、袖口等。這種疊加方式可以在不影響外觀前提下降低面料沖突,增加模擬穩(wěn)定性,同時不會影響服裝模擬速度。但當(dāng)外層服裝透明度較低或內(nèi)側(cè)服裝未遮蓋部分較多時,則需要將兩件服裝進(jìn)行完整組合。此時模擬難點為當(dāng)內(nèi)外層服裝寬松度均較大時,面料不易控制,需降低內(nèi)層服裝經(jīng)緯向縮率使之較為貼身,再添加外部服裝,外部服裝模擬完成后再逐步將內(nèi)層服裝縮率調(diào)回100%。內(nèi)外層服裝的疊加需要著重注意腋下、袖口、擺等細(xì)節(jié)位置。

2.2 明代官服三維建模與展示

本文選取孔府舊藏中朝服、公服與常服基于服裝三維虛擬展示軟件CLO3D進(jìn)行建模與模擬。服裝三維建模與展示步驟如圖1所示。

圖1 服裝三維建模與展示流程

Fig.1 The flow chart of clothing 3D modeling and display

2.2.1 朝 服

1)朝服介紹。整套朝服如圖2所示,分為赤羅衣、赤羅裳,以及梁冠、云頭履、蔽膝、大帶、革帶、綬、佩玉等配飾,內(nèi)搭白紗中單,形制與赤羅衣相同而尺寸略有不同。朝服上衣身長116 cm,腰寬62 cm,兩袖通長249 cm,袖寬73 cm。十字平面結(jié)構(gòu)與“四幅裁”式樣。形制類似道袍,直領(lǐng),大襟右祍,大袖,領(lǐng)、襟、袖、擺處緣以四寸(約13 cm)寬的青紗邊,具有內(nèi)擺。朝服下裳身長91.4 cm,腰圍132 cm,分為兩片,每片由三幅拼接而成,每片中左右相對各打四褶,側(cè)邊、底邊緣以輕紗。白紗中單身長121 cm,腰寬65 cm,兩袖通長258 cm,袖寬66 cm,青紗緣邊[8]17-28。

圖2 明朝服

Fig.2 The court dress in the Ming dynasty

2)朝服三維建模與展示。對比赤羅衣和白紗中單尺寸可以看出,白紗中單較赤羅衣身長5 cm,兩袖通長較赤羅衣長9 cm,因此穿著時會在赤羅衣外露出白紗中單的領(lǐng)口、袖口及下擺部分;袖寬比赤羅衣窄7 cm,便于穿著在赤羅衣內(nèi)部。

《衣冠大成》中赤羅衣結(jié)構(gòu)圖準(zhǔn)確性較高,但對底擺與后擺的結(jié)構(gòu)繪制在面料里外方向上出現(xiàn)顛倒。修改“擺”處結(jié)構(gòu)并增加“領(lǐng)”處紙樣,完成赤羅衣樣板繪制,如圖3所示。朝服下裳為“兩片三幅”結(jié)構(gòu),依據(jù)已有尺寸,繪制赤羅裳結(jié)構(gòu),如圖4所示。白紗中單的形制與赤羅衣相同,只是在細(xì)部結(jié)構(gòu)尺寸中有所區(qū)別,在赤羅衣樣板基礎(chǔ)之上修改其細(xì)部尺寸,完成白紗中單樣板繪制。在服裝三維展示軟件中的三維界面對需要模擬的服裝進(jìn)行位置安排,使用縫紉工具進(jìn)行縫合操作完成三維建模,并根據(jù)模擬效果進(jìn)行樣板結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

圖3 朝服上衣結(jié)構(gòu)示意

Fig.3 Structure diagram of the upper of court dress

圖4 朝服下裳結(jié)構(gòu)示意

Fig.4 Structure diagram of the skirt of court dress

服裝紙樣結(jié)構(gòu)與數(shù)量會對模擬效果產(chǎn)生影響。以赤羅裳褶裥效果為例,三幅布片分割線位置是影響其展示效果的原因之一。經(jīng)過實驗得到,在折疊角度為180°的結(jié)構(gòu)線處進(jìn)行分割面料沖突最小,比在折疊角度為0°或360°的結(jié)構(gòu)線處進(jìn)行分割得到的展示效果穩(wěn)定。對赤羅裳進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,如圖5所示。模擬時,可通過硬化面料功能對褶裥細(xì)部進(jìn)行調(diào)整。將修復(fù)好的面料紋理導(dǎo)入系統(tǒng)中并添加法線貼圖增加面料真實性,如圖6所示。在系統(tǒng)中,絲綢類別面料選擇與紗羅面料屬性接近的面料對其物理屬性進(jìn)行設(shè)置,完成單件服裝建模。

圖5 朝服下裳結(jié)構(gòu)優(yōu)化示意

Fig.5 Structural optimization diagram of the skirt of court dress

圖6 朝服上衣面料復(fù)原與法線貼示意

Fig.6 The fabric restoration and normal mapping diagram of the upper of court dress

從內(nèi)層至外層按照赤羅裳、白紗中單與赤羅衣順序在人體模特上添加服裝,使用“冷凍”處理可以降低外層服裝在穿著與調(diào)節(jié)時對內(nèi)層服裝模擬效果的影響。在組合白紗中單與赤羅衣時,首先對白紗中單經(jīng)緯向縮率進(jìn)行調(diào)節(jié),降低其寬松度。經(jīng)實驗,當(dāng)緯向縮率75%、經(jīng)向縮率65%,大袖剛好與衣身面料分離,此時模擬可有效減少白紗中單與赤羅衣的重疊,減弱面料沖突。若將面料縮率降至過低,反而會由于形態(tài)差別太大而影響面料縮率回調(diào)。調(diào)整完成后,逐步將白紗中單縮率恢復(fù)至100%。最后調(diào)整領(lǐng)口、袖口等細(xì)節(jié),得到整套朝服的三維展示效果,如圖7所示。

圖7 朝服三維效果展示

Fig.7 3D effect of the ceremonial court dress

2.2.2 公 服

1)公服介紹。孔府所藏公服為大紅素紗袍,如圖8所示。圓領(lǐng),大襟右祍,大袖,兩側(cè)有擺。該圓領(lǐng)袍身長135 cm,腰寬65 cm,兩袖通長249 cm,袖寬72 cm[8]42。

圖8 大紅素紗袍

Fig.8 Red silk gauze robe

2)公服三維建模與展示。公服與朝服結(jié)構(gòu)區(qū)別在衣領(lǐng)與擺。公服為圓領(lǐng),且在左右兩側(cè)開衩處為外擺,腋下處有兩塊類似扇形的貼補。根據(jù)劉暢等[11]對“側(cè)耳”即擺的結(jié)構(gòu)復(fù)原,其實際結(jié)構(gòu)通過對長方形面料的一系列折疊來完成。考慮到模擬的局限性,在繪制結(jié)構(gòu)圖時,本文依據(jù)圖片資料直接繪制了最終形狀。通過參考圖片資料與具體尺寸,根據(jù)“十字結(jié)構(gòu)法”繪制公服圓領(lǐng)袍結(jié)構(gòu),如圖9所示。

圖9 公服結(jié)構(gòu)

Fig.9 Structure of the formal court dress

依照結(jié)構(gòu)圖對公服進(jìn)行三維模擬,根據(jù)展示效果著重調(diào)整圓領(lǐng)處曲線結(jié)構(gòu)。由于公服的穿著需要搭配“襯衣”,參考《無款邊貢畫像軸》(山東博物館館藏)可以看出其內(nèi)搭襯衣衣領(lǐng)為直襟,且除衣領(lǐng)部分之外無其他部分裸露。因此,將襯衣直襟衣領(lǐng)與圓領(lǐng)袍進(jìn)行組合,模擬出公服套裝,如圖10所示。

圖10 公服套裝模擬效果

Fig.10 Simulation effect of the formal court dress

2.2.3 常 服

1)常服介紹。本文選取常服為大紅色暗花紗綴繡云鶴方補圓領(lǐng),如圖11所示。其衣身長為132 cm,腰寬60 cm,兩袖通長242 cm,袖寬63 cm,袖口寬27 cm。結(jié)構(gòu)為圓領(lǐng),大襟右祍,大袖,兩側(cè)有擺[8]50-52。

圖11 大紅色暗花紗綴繡云鶴方補圓領(lǐng)

Fig.11 Red silk gauze round-collar robe with subtle pattern and square patches embroidered with cloud and crane design

2)常服三維建模與模擬。常服與公服均為圓領(lǐng)袍,大襟右祍,大袖形制,兩側(cè)有擺。除尺寸區(qū)別外,常服袖口為收緊式樣。不同于公服圓領(lǐng)袍的素紗,常服面料為四合如意紋,具有補子。在公服基礎(chǔ)上,本文著重對其袖口進(jìn)行修改,調(diào)整服裝尺寸,得到常服結(jié)構(gòu),如圖12所示。采用“最小單元法”對暗花紗四合如意紋進(jìn)行復(fù)原,得到整幅面料。常服主要搭配帖里、褡護(hù)與圓領(lǐng)袍。搭配后只露出直領(lǐng),對內(nèi)搭中直領(lǐng)與圓領(lǐng)袍組合得到常服模擬效果,如圖13所示。

圖12 常服結(jié)構(gòu)

Fig.12 Structure of the informal dress

圖13 常服模擬效果

Fig.13 Simulation effect of the informal dress