Cтруктура САПР одежды

С конструктивной точки зрения современная САПР представляет собой определенный набор взаимодействующих автоматизированных рабочих мест (АРМ). Каждое АРМ состоит из надежного компьютера, ориентированного на работу в технологическом процессе, периферийного оборудования (принтера, дигитайзера или графопостроителя) и программного обеспечения. Как правило, САПР поставляется с различным количеством АРМ в зависимости от потребностей и возможностей заказчика: АРМ конструктора, раскладчика, технолога и т.д. При этом на одном АРМ могут работать одна или несколько подсистем программирования; иногда в составе комплекса работают несколько АРМ одинакового назначения. Передача данных между АРМ обычно осуществляется путем использования локальной вычислительной сети, что предполагает организацию центральной базы данных (БД), из которой получают (или в которую помещают) информацию все АРМ. Подобный вариант передачи данных требует наличия специальных мер защиты информации.

В швейных САПР можно выделить следующие модули или блоки:

1. ввод лекал в компьютер с дигитайзера;

2. чертежные средства — простые команды рисования дуг, сплайнов, ломаных и их редактирование;

3. градация лекал — процедура получения комплекта лекал для других размеров на основе базового комплекта (стандартная градация лекал, с присвоением норм определенным точкам лекал базового комплекта или параметрическая градация лекалс использованием макросов, которая включает запись последовательности операций построения модельной конструкции, и затем повторения этой последовательности для других размеров);

4. раскладка комплектов лекал на ткани, практически идентичная у всех систем. Эти четыре традиционных блока присутствуют во всех системах, представленных на выставке. Ниже мы подробнее остановимся только на блоке параметрической градации лекал.

Следующие два блока ведущие фирмы планируют вывести на рынок. В ближайшие полгода это должно произойти с блоками:

5. модуль 3D->2D проектирования модельных линий на 3-х мерном манекене, с автоматическим получением плоских лекал развертки

6. модуль 2D->3D одевание трехмерной фигуры комплектом подготовленных лекал, с возможностью менять структуру ткани, ее рисунок.

Пока что фирмы выставили их демо-версии. И наконец, выделим наиболее перспективные средства автоматизации процесса конструирования:

7. макросы — запись последовательности построений или действий, которую потом можно повторить с использованием других параметров;

8. комбинаторика — возможность создавать базы данных конструктивно-декоративных элементов и использовать их при конструировании модели.

В современных САПР одежды помимо перечисленных присутствуют модули создания рисунка ткани, модули расчета стоимости изделия и времени его изготовления, а также модули ведения баз данных и логистики, но мы обсудим их позднее. Сейчас мы хотим рассказать о самых последних разработках в области именно конструирования одежды.

Этапы проектирования в САПР "Автокрой"

В САПР "Автокрой" предусмотрены четыре основных взаимоувязанных этапа:
1) разработка базовых конструкций (БК) расчётно-аналитическим методом, который основан на методике конструирования, представляющей собой общепризнанные конструкторские решения и полученные эвристические зависимости;
2) создание модельных конструкций (МК) путём модифицирования базовых в интерактивном графическом режиме, что позволяет наиболее полно проявить достоинства эвристических методов конструктивного моделирования;
3) корректировка модельных элементов на объемном изображении модели с последующим автоматическим изменением чертежей конструкции;
4) разработка лекал на все типоразмеры расчетно-аналитическим методом.
В настоящее время реализованы 1,2 и 4-й этапы.
На этапе создания БК все задачи конструирования поддаются форма-лизации. В процессе разработки САПР ставилась задача максимально расширить количество создаваемых по определенным алгоритмам базовых конструкций.
В итоге в САПР “Автокрой” можно легко получить около 40 тыс. из тканей и свыше 15 тыс. из трикотажных полотен качественных, хорошо сбалансированных базовых конструкций женской одежды. При этом они отличаются только конструктивными элементами, а время разработки одной конструкции с выводом чертежей на графопостроитель находится в пределах 1 - 10 мин.
На этапе же создания МК некоторые задачи конструктивного моделирования формализовать не представляется возможным. Поэтому в процессе разработки САПР ставилась задача обеспечить эффективность и максимальное удобство модифицирования базовых конструкций. Эта задача решена, во-первых, путем создания такой графической среды, в которой конструктивное моделирование осуществляется как с помощью простейших геометрических команд (провести отрезок, дугу, ломаную, сплайн, создать прямоугольник, трапецию и т.д.), так и макрокоманд, соответствующих операциям конструктивного моделирования одежды (перевод и распределение вытачки, параллельное и коническое расширение, построение складок, сборок, членение деталей, преобразование контуров деталей сплайном, дугой, ломаной). Помимо возможности работать с геометрическими примитивами и операциями конструктивного моделирования в подсистеме имеется возможность разворачивать, копировать и зеркально отображать детали, удалять контур детали, внутренние элементы, участки контура, соединять и разъединять детали, измерять расстояние, масштабировать и т.п.
Для каждой операции конструктивного моделирования создается как бы своя среда, работая в которой пользователь имеет свободу творчества, несмотря на то, что каждый программный модуль содержит в своем составе часть, в которой автоматически реализуются формализуемые процедуры, в частности: производится взаимоувязка деталей между собой после модифицирования одной из них или изменения параметров. Это еще более ускоряет процесс компьютерного конструктивного моделирования и страхует пользователя от ошибок.
Таким образом, при создании МК на основе БК решающая роль отдается геометрическим преобразованиям, с помощью которых можно “насытить” конструкцию теми или иными модельными особенностями. Алгоритмы конструктивного моделирования являются инвариантными для всего ассортимента швейных изделий.
Модифицируя базовые конструкции в специальном графическом редакторе - подсистеме "Моделирование" САПР "Автокрой", можно создать неограниченное множество МК и хранить их в компьютере. В архиве модельных конструкций каждая конструкция может быть идентифицирована не только именем, но и рисунком.

ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ В РАЗЛИЧНЫХ САПР

5.2.1. Создание рисунка модели

Это может быть творческий эскиз, отражающий идею, образ проектируемого изделия. Но обычно для разработки конструкции изделия эскиза бывает недостаточно, так как многие конструктивные параметры на нем могут быть не ясны. Более информативным для конструктора является грамотно выполненный технический рисунок модели, на котором изделие показано (для большинства изделий желательно на фигуре) в требуемых пропорциях, со всеми конструктивными особенностями. Рисунок может выполняться разными способами (см. рис. 5.1): вручную вне САПР; графически в САПР; аналитически в САПР.

Автоматизированный модуль «Распознавание творческого эскиза одежды»

Варвара Гетманцева

Развитие современного промышленного производства направлено на автоматизацию всего производственного цикла, включая этапы проектирования внешнего вида промышленных образцов. Эта тенденция особенно актуальна для предприятий швейной промышленности, так как в цепочке начальных этапов автоматизированного проектирования моделей существует информационный разрыв, обусловленный использованием различных программных средств. Например, применение дизайнерами и конструкторами различных графических инструментов и программных пакетов для реализации своих идей значительно затрудняет процесс передачи объективной информации на таких этапах, как создание творческого эскиза и построение конструкции. Существует необходимость в разработке интегрированной интеллектуальной автоматизированной среды, обеспечивающей информационную взаимосвязь данных этапов проектирования.

Одной из основных причин информационного разрыва в процессе преобразования графического отображения модели из художественного эскиза в конструкцию является различие в форме и формате задания информации. Использование технического эскиза в современных САПР одежды должно стать связующим информационным звеном между художественным эскизом и конструкцией изделия (рис. 1). В ряде САПР одежды уже реализован модуль построения технического эскиза, однако необходимо дальнейшее наращивание его функциональных возможностей. Например, одним из актуальных направлений является разработка информационной взаимосвязи творческого и технического эскизов. При этом модельер-конструктор должен быть обеспечен инструментами для анализа и оценки конструктивно-композиционного решения модели одежды, а также средствами для преобразования визуальной информации в техническую. Данное направление реализовано в программном модуле «Распознавание творческого эскиза».

Рис. 1. Процесс преобразования графической информации в интегрированную САПР одежды

Процесс распознавания художественного решения модели заключается в преобразовании растрового изображения в параметрическую информацию. Данный процесс базируется на двухуровневой системе распознавания и классификации конструктивно-композиционного описания изделия. Первый уровень отображает процесс классификации графического образа с помощью анализа особенностей геометрической формы изделия или его элементов. При анализе геометрической формы графическое отображение изделия сопоставляется конструктором с геометрической эталонной формой (ЭФ). ЭФ отображают графический вариант конструктивно-композиционного решения элемента изделия (лиф, юбка, рукав) с установленными математическими параметрами (например, длина, ширина и т.д.).

На втором уровне определяются параметрические характеристики формы изделия относительно графически заданной эталонной формы.

Рис. 2. Форма диалогового окна для загрузки творческого эскиза

Рис. 3. Форма диалогового окна для редактирования творческого эскиза

В соответствии с разработанным программным комплексом процесс распознавания творческого эскиза осуществляется в несколько этапов.

На первом этапе производится преобразование стилизованного изображения фигуры в пропорционально заданный графический образ (рис. 2 и 3).

Для этого в программе реализованы следующие функции:

• загрузить эскиз;
• разбить изображение на части (непропорционально заданная фигура предопределяет необходимость масштабирования верхней и нижней частей изображения с разным коэффициентом);
• масштабировать изображение.

Программный комплекс предполагает возможность сравнения стилизованного изображения эскиза с пропорциональным графическим отображением фигуры человека с помощью сетки.

Распознавание графического образа модели на втором этапе осуществляется посредством выбора эталонных форм элементов одежды из диалогового окна (рис. 4).

Рис. 4. Форма диалогового окна для выбора эталонного элемента «рукав»

Рис. 5. Построение технического эскиза модели одежды

Перемещением информационных точек эталонной формы определяются новые параметры графического изображения изделия или его элементов в координатном пространстве. В процессе модификации эталонной формы ее внутренняя структура остается неизменной. Графическое изображение эталонной формы сохраняет все характеристики описания и преобразования объекта, включающие способ представления, характер изображения и варианты модификации элемента.

При активировании пункта меню «Точки, показать» открывается окно, отображающее координаты информационных (узловых) точек графического изображения изделия.

Математическое описание преобразованного графического решения модели с помощью плавающего меню доступно пользователю. Посредством сравнения координат информационных точек в программном комплексе реализован поиск изделий-прототипов.

Рис. 6. Результаты апробации модуля «Распознавание творческого эскиза модели одежды»

На третьем этапе происходит формирование технического эскиза (рис. 5). Процесс формирования технического отображения модели одежды включает процедуры, аналогичные процессу распознавания. Структура формирования технического отображения основывается на компоновке модели одежды из эталонных форм. Метод формирования образа модели из эталонных форм элементов одежды учитывает творческие аспекты деятельности конструктора, основанные на образно-ассоциативном восприятии композиционного решения модели одежды.

Экспериментальная проверка подтвердила возможность использования разработанной системы в условиях производства (рис. 6). Процесс создания эскиза сводится к редактированию графических элементов, полученных на основе анализа растрового изображения художественного эскиза, что создает творческую атмосферу в процессе взаимодействия конструктора и системы.

САПР и графика 6`2008

На рынке представлено достаточно большое число САПР отечественного и импортного производства. На первый взгляд функционально все системы очень похожи и незначительные отличия вызваны лишь степенью проработки той или иной программы. Однако это не так.

Наиболее существенные различия в конструкторской части швейных САПР обусловлены способом представления лекал в компьютере, который может быть параметрическим или графическим.