Hinnang CLO 3D rõivadisaini tarkvarale

Käesoleva lõputöö “Hinnang CLO 3D rõivadisaini tarkvarale” eesmärgiks oli hinnata CLO 3D rõivasdisaini tarkvara võimekust visualiseerida simulatsiooni käigus rõivaste drapeeruvust ning seda erinevate keerukustega tasemetel staatilises olekus. Lõputöö on tehtud Empa ettevõttes Šveitsis ja St. Galleni linnas. Tegemist on riiklikute laboratooriumitega materjalide teaduse ja tehnoloogia uurimiseks. Täpsemalt biomimeetiliste membraanide laboratooriumis ning kehamonitooringu grupis. Tänapäeva kiire tootearenduse ning toomisprotsessi fookuspunktiks on 3D simulatsiooni tarkvarad. Antud programmid eemaldavad tootearenduse ja tootmisprotsessi vahel vajaduse valmistada toodetest makette ning samuti ei pea tootel olema mitmeid proovimisi. 3D simulatsiooni programmid on kasuks ka rõivaste uurimise teadusvaldkonnas, kus leitakse rõivaste ja keha vahel olevaid õhukihte ning otsest kokkupuudet, et hinnata soojusliikuvust kanga ja keha vahel. Antud parameetrite kindlaksmääramisel saab ka kaitse- ja funktsionaalrõivaste disainiprotsessi põhjalikumalt kavandada. Eelnevalt on Psikuta [1, 2, 3] ning ka Mert [8] uurinud soojusülekannet rõivaste ning keha vahel nii staatilises kui dünaamilises liikumises. Antud uuringute käigus välja pakutud meetodid õhukihtide ja kontaktalade leidmiseks 3D kehaskaneerimise abil on täpsed ning usaldusväärsed. Mainitud meetodid on aga aeganõudvad ning selle tõttu otsitakse abi väljatöötatud 3D rõivasimulatsiooni tarkvaradelt, et kiirendada rõivaste kuvamist ning hindamist mannkeeni seljas. Lõputöö koosnes kahest suuremast etapist ning eesmärk täideti järgnevate punktide abil: a) laialdasem uuring antud teemal sisaldades kirjanduse läbitöötamist, kangaste testimist ning järgnevate järeltöötlus programmide tundmaõppimist:  CLO – 3D simulatsiooni tarkvara (CLO Virtual Fashion Inc., Lõuna-Korea);  Corel Draw – kangaste testimise järeltöötlus (Corel Corporation, Kanada);  Artec – skaneerimine (Artec Co., LTD., Jaapan);  Geomagic – järeltöötlus (Geomagic, Inc., USA); 54 b) hinnang CLO 3D tarkvarale, tuginedes kanga drapeeruvusele lihtsatel geomeetrilistel kujunditel, mis hõlmas ka kangaste karakteriseerimist ning õigete meetodite väljaselgitamist antud eesmärgi täitmiseks; c) hinnang CLO 3D tarkvarale, tuginedes rõiva drapeeruvusele keerukamatel geomeetrilistel kujunditel nagu inimkeha imiteeriv mannekeen, kasutades selleks 3D kehaskaneerimise meetodit ning andmebaasis olemasolevaid rõivaid ja lõputöö käigus väljatöötatud rõivast; d) kvalitatiivne ning kvantitatiivne hinnang CLO 3D tarkvara võimekusele, selgitades välja lokaalsete õhukihtide suuruseid ning kontaktalasid rõivaste ning keha vahel. Esimese etapi käigus katsetati tarkvara täpsust väiksema mahuliste testide käigus nagu Cusicku drapeeruvuse test, mille käigus katsetati kuue kanga langevust ning selgitati välja iga materjali drapeeruvuse koefitsient vastavalt ISO 9073-9 standardile [17]. Enne Cusicku testi selgitati välja ka kangaste mass ning paksus vastavalt ISO 3801 [16] ning ISO 5084 [15] standarditele, et olla kindel, et välja valitud füüsilised kangad on sarnased CLO 3D tarkvara valikus olevatele kangastele. Drapeeruvuse test viidi läbi ka simulatsiooni programmis, kus loodi Cusicku testi imiteeriv situatsiooni ning mõõdeti ka virtuaalsete kangaste drapeeruvuse koefitsiendid. Lõpuks võrreldi kolme väiksema mahulise testi tulemusi ning selgitati välja kõige täpsemaid resultaate andev kangas. Selleks osutus tabel 1 (Table 1) välja toodud popliin kangas, mida kasutati ka antud lõputöö käigus väljatöötatud rõiva valmistamisel. Teise etapi käigus võeti kasutusele naise inimkeha imiteeriv mannekeen ning hinnati tarkvara võimekust veelgi detailsemalt ning keerukama geomeetrilise objekti abil. Teine etapp koosnes veel eraldi kahest osast. Esiteks võeti kasutusele eelneva uurimistöö [13] käigus valmistatud ning juba 3D skaneeritud rõivad (loose fitted T-särk, regular fitted T-särk, casual fitted teksad ning regular fitted püksid), mis vajasid vaid 3D simulatsiooni programmis simuleerimist ning järeltöötlust. Teiseks valmistati antud lõputöö käigus semi-fitted kleit, mis puudus siiani ettevõtte andmebaasist. Kleidile valmistati lõige, simuleeriti antud rõivas, skaneeriti see 3D skanneriga ning nii simulatsioon kui ka skaneeringud töödeldi järeltöötlus programmis. 3D skaneeritud rõivaste analüüsimiseks kasutati varasemalt Psikuta [1] välja töötatud metoodikat. Antud metoodika käigus skaneeritakse kõigepealt mannekeen ilma riieteta ning seejärel kuus korda riietega. Iga skaneerimise lõpus riietatakse mannekeen uuesti, et tagada rõiva juhuslik istuvus ning leidmaks skaneeringute vahel standardhälve. Seejärel töödeldakse skaneeringud järeltöötlus programmis. Kõik skaneeringud joondatakse ühe kindlaksmääratud skaneeringu järgi, eemaldatakse skaneerimise käigus 55 tekkinud üleliigne müra ning täidetakse augud, mida skanner algse protokolli alusel ei tuvastanud. Mannekeeni keha ning rõivas jaotatakse kindlateks kehapiirkondadeks ning igale jaotatud osale tehakse 3D võrdlus. Võrdluse käigus selgub kui kaugel asetseb rõivas kehast ning leitakse rõiva- ja kangavahelise õhukihi suurus ning ka kontaktalad. Selle tulemusel saab hinnata rõivaste istuvust ning mugavust inimkehale ning jälgida soojusliikuvust keha ning keskkonna vahel. Antud lõputöös järeltöödeldi kuue skaneeringu andmeid ning leiti nende vahel keskmine ning ka standardhälve. Simulatsiooni käigus saadud 3D objekt vajas ühekordset töötlust. Mõlemast meetodist kogutud andmeid võrreldi nii kvalitatiivselt kui ka kvantitatiivselt. Saadud tulemuste põhjal võib väita, et järgides antud lõputöö raames kasutatud meetodit, võib CLO 3D simulatsiooni programmi pidada usaldusväärseks. Valideeritud CLO 3D simulatsiooni programm elimineerib vajaduse kasutada õhukihtide suuruste ning kontaktalade leidmiseks aeganõudvat 3D kehaskaneerimise meetodit. Antud programmis simuleeritud mannekeene, rõivaid ja animatsioone saab edasiselt rakendada teistes väljatöötatud ning väljatöötamisel olevates programmides.

In present study, the capability of CLO 3D fashion design software was evaluated through the investigation of small-scale case study and full-body case study which included profound analysis of the fabric and garment drape, and the air gap thickness and the contact area between garments and body. The air gap thickness that was the main consideration gave especially good results for all the evaluated garments. This study has found that the reliability of the CLO 3D simulation software is very good with the use of the same methods proposed in this study. During the small-scale case study several aspects were noticed and needed more profound investigation i.e. particle distance which was the greatest influencer of the draping fidelity in CLO 3D and needed extra attention when exporting the objects from the software. The importance of this parameter was also observed during the evaluation of full-body case study where different garments but the same fabric appeared divergently. In this case the inaccuracy could not be based on only the particle distance but also on the running time of the simulation. The simulation running time in the software is a crucial parameter for receiving realistic drape lines. It depends on particle distance value, therefore, the lowest the particle distance value is, the more simulation time is necessary. Further sources of discrepancies were related to the dressing style and design features of the garments set in CLO 3D (e.g. height of the waistline, tightness of the neckband) could be successfully addressed. A newly added garment to Empa database (semi-fitted dress) showed good quality of scans and very good agreement between scanned and simulated data with some small error that were explainable. During the post-processing it was also important to make sure that the manikin’s body angle in the simulation software stayed the same like it was in the real process of scanning the garment. If the body is misplaced in the simulation software, then also the garment drapes and falls differently during the simulation which leads to the discrepancy in the results. This occurrence can be eliminated by using the avatars given by CLO 3D. The fabric will not get stuck in the object so easily and there is a larger reproducibility and control over the manikin’s posture. 52 CLO 3D fashion design software was validated and considered reliable based on the examined validation cases, however, further profound investigation of integrated avatars is needed. Validating the method with CLO 3D avatars will give the opportunity to evaluate avatars with different body sizes and different body morphologies. This will give more space for individual body analysis and evaluation of the air gap thickness and the contact area. CLO 3D simulation software gives the possibility to create detailed garments and multiple clothing layers in the software. Therefore, it will be possible to investigate multiple clothing layers and air layers between the body and garments which was not possible or very limited to this point with the benchmark 3D scanning method. CLO 3D will give an opportunity to investigate more profoundly the air gap thickness and the contact area during movement. It is easy to animate the avatar and the garment in the CLO 3D software and with animating necessary situation, the heat and mass transfer between garments and body can be investigated more profoundly during movement. The validation of CLO 3D will overall improve the work with finding the contact area and the air gap thickness between clothing and body. It will fasten the garment making process and give a great input for existing applications.