
中國服裝智能制造聯(lián)盟專家組副組長
東華大學(xué)教授 聞力生
一、 什么是3D數(shù)字技術(shù)
3D數(shù)字技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)計(jì)算方法,通過建立三維空間模型來進(jìn)行虛擬創(chuàng)意、設(shè)計(jì)、制作等等的應(yīng)用技術(shù)。通常在工業(yè)、媒體制作、電影制作、教育、建筑、醫(yī)學(xué)、游戲等多種場合應(yīng)用。特別在工業(yè)制造場合,通過虛擬構(gòu)建真實(shí)的物體模型,創(chuàng)造逼真的視覺效果和交互體驗(yàn),具有高度的可視化和互動(dòng)性,從而可以減少成本,提高效率和品質(zhì),為發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)制造科技和文化提供了可靠保證。
廣義的3D數(shù)字技術(shù)和其他許多技術(shù)密切柤關(guān),例如:3D打印技術(shù)、 3D仿真技術(shù)、3D建模技術(shù)、增材制造技術(shù)、元宇宙技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、激光切割和雕刻技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)技術(shù)、快速成型技術(shù)、3D材料工程技術(shù)、3D傳感器技術(shù)、智能可穿戴產(chǎn)品技術(shù)、AR/VR/MR技術(shù)、GenAI技術(shù)等等。但我在這里主要說的是在制造業(yè)尤其是在服裝制造業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的3D數(shù)字技術(shù),因?yàn)檫@是當(dāng)代制造業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型發(fā)展的前沿技術(shù)。
二、3D數(shù)字技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用
三、3D數(shù)字技術(shù)在服裝制造業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用
2) 應(yīng)用于服裝定制化生產(chǎn)
消費(fèi)者對服裝個(gè)性化和定制化的需求越來越高。借助于3D數(shù)字技術(shù),制造商可以根據(jù)客戶的測量數(shù)據(jù)和喜好,生成定制化的服裝模型,并進(jìn)行虛擬試穿和個(gè)性化調(diào)整。基于虛擬試衣,用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)查看到虛擬的“自己”試衣的效果,極大的提高網(wǎng)上購買服裝的便利性。例如我國京東商城推出的“虛擬試衣間”,通過調(diào)整身高、體重、肩寬等指標(biāo)形成“虛擬人形”,在貼圖形成“虛擬的自己”;又例如博克科技公司推出的智能服裝云平臺系統(tǒng),其中的MTM智能服裝定制系統(tǒng),就是通過3D建模和虛擬試衣完成客戶定制的,其業(yè)務(wù)流程見圖四。
圖四 客戶服裝定制業(yè)務(wù)流程
3) 3D數(shù)字技術(shù)推動(dòng)實(shí)踐服裝數(shù)字孿生和服裝元宇宙
打造虛實(shí)同步的數(shù)字孿生,是工業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。簡單來說,數(shù)字孿生就是物理世界的虛擬拷貝,具備物理世界的所有特性。拷貝的數(shù)據(jù)則來自多個(gè)數(shù)據(jù)源,包括CAD 文件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等等。通過將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入到軟件平臺中,我們就能夠創(chuàng)建虛擬世界的模型,并賦予其模擬物理世界行為的能力,使之與現(xiàn)實(shí)如出一轍。但是,工業(yè)是一個(gè)龐大且復(fù)雜的產(chǎn)業(yè),所涉及的數(shù)據(jù)源龐雜、多樣且不兼容。若不能有效處理數(shù)據(jù),會(huì)直接導(dǎo)致功能不全、信息不足、項(xiàng)目協(xié)同失調(diào)等問題,讓數(shù)字孿生無法發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。當(dāng)然,這只是打造數(shù)字孿生的第一步。在處理好數(shù)據(jù)后,如何讓虛擬世界的孿生體與現(xiàn)實(shí)同步,如何進(jìn)行逆向控制,如何利用云計(jì)算,每一步都困難重重。例如Unity中國憑借全球領(lǐng)先的實(shí)時(shí) 3D 技術(shù),已經(jīng)為工業(yè)領(lǐng)域的各種工具提供鏈接口和數(shù)據(jù)支持,專攻多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合難、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議復(fù)雜、終端設(shè)備渲染等痛點(diǎn),從產(chǎn)品可視化、市場營銷、銷售配置器到數(shù)字孿生智能工廠,全方位、全流程地提供沉浸式 3D 交互體驗(yàn),賦能整個(gè)工業(yè)智能化升級。
我說過數(shù)字孿生是服裝智能制造的底座,要實(shí)現(xiàn)服裝制造的智能化,服裝的制造加工設(shè)備、生產(chǎn)線和整個(gè)工廠都要利用3D數(shù)字技術(shù)構(gòu)建虛擬的服裝加工的設(shè)備、虛擬的生產(chǎn)線和虛擬的工廠。有了與現(xiàn)實(shí)世界一樣的虛擬的生產(chǎn)線和虛擬的工廠,我們就可以虛增實(shí),通過數(shù)據(jù)采集、優(yōu)化決策、迭代優(yōu)化映射到實(shí)際生產(chǎn)線等過程,達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)線的優(yōu)化運(yùn)行,提高生產(chǎn)效率、質(zhì)量和靈活性。
圖五 服裝數(shù)字孿生工廠(圖源:新工業(yè)網(wǎng))
以虛增實(shí)的過程實(shí)際上也是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的過程,現(xiàn)實(shí)工廠的數(shù)據(jù)中心通過3D傳感器和工業(yè)軟件從現(xiàn)實(shí)(物理)工廠獲得數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬工廠,仿真虛擬工廠的優(yōu)化運(yùn)行數(shù)據(jù),經(jīng)過分析、決策,再映射到現(xiàn)實(shí)(物理)工廠,從而獲得更優(yōu)更高效運(yùn)行的智能的工廠,見圖五。
4) 3D數(shù)字技術(shù)在服裝制造業(yè)的其他應(yīng)用
3D數(shù)字技術(shù)在服裝制造業(yè)的其他應(yīng)用還有:例如使用3D數(shù)字技術(shù),制造業(yè)可以對服裝模型進(jìn)行全面的質(zhì)量控制和缺陷檢測。通過檢查服裝3D模型,可以發(fā)現(xiàn)并修復(fù)潛在的質(zhì)量問題,避免不良產(chǎn)品進(jìn)入市場;又例如3D數(shù)字技術(shù)與生成式人工智能(GenAI)結(jié)合可以提供智能可穿戴服飾設(shè)備,例如美國Meta與雷朋 (Ray-Ban) 合作,推出的智能眼鏡,不但能使用戶免提交互,撥打電話、聽音樂、拍照片,還能視頻三維環(huán)境等等,見圖六。
圖六 雷朋智能眼鏡
四、結(jié)束語
1)3D數(shù)字技術(shù)起源于 20 世紀(jì) 60 年代的計(jì)算機(jī)圖形學(xué),一般來說,完整的 3D 數(shù)字技術(shù)涵蓋概念設(shè)計(jì)、3D 建模、紋理 / 材質(zhì)、動(dòng)畫和渲染等等多個(gè)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)3D 數(shù)字的獲得均需專業(yè)藝術(shù)家創(chuàng)作,創(chuàng)作時(shí)要加?了?量的??經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),所以3D 數(shù)字的獲得是一項(xiàng)非常復(fù)雜且耗時(shí)的工作。但是如今我國一家專注于通用 3D 大模型的技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品落地的VAST初創(chuàng)公司,他們?yōu)榱藴p少制作高質(zhì)量 3D數(shù)字資產(chǎn)和環(huán)境所需的專業(yè)知識和成本,讓 3D數(shù)字內(nèi)容生成變成一件更容易的事,他們于2023 年12 月推出了 VAST 自研的 3D大模型 Tripo,它只需要幾秒鐘就能獲得3D數(shù)字模型,這是生成式 AI 技術(shù)在 2D 圖像生成基礎(chǔ)上發(fā)展成3D數(shù)字模型的又一里程碑,意義十分重大。
2)現(xiàn)在以 GPT-4為代表的多模態(tài)大語言模型(Multi-modal Large Language Model)在自然語言處理、視覺理解、機(jī)器人等任務(wù)上取得了顯著的成功,但這類模型都是基于二維圖片文本數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到,在理解三維世界和與三維世界交互方面能力很是欠缺。為解決這一問題,北京通用人工智能研究院聯(lián)合北京大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)和清華大學(xué)的研究人員提出了首個(gè)三維世界中的具身多任務(wù)多模態(tài)的通才智能體 LEO。這個(gè)具身通用智能體與3D數(shù)字人結(jié)合才是一個(gè)真正類似人類的機(jī)器人,它既能夠理解人類生活的真實(shí)世界,又能夠?yàn)槿祟愄峁└鞣N服務(wù)。
2024年元月稿
文章來源:中國服裝協(xié)會(huì)