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アパレル3D-CAD、設計手法の考察

フリーソフトの洋裁CADは2次元CADですが、3Dモードも今回のバージョンアップで搭載しました。
アパレルでの3D設計の手法についての考えをまとめました。
アパレル洋裁CAD3Dモード

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布と機械の違い

機械設計の場面では、3DCADは既に広く普及しています。
最近では個人でも使える3DCADが出てきて、これを物にする3Dプリンターも個人で手に入るようになり、個人レベルでも3DCADは使われるようになってきました。
3DCADは2DCADに比べていろいろな利点があり、また使っていて楽しいので、「服も3Dで作ろう」となるのは自然な流れかと思います。
しかし、実際に3D化しようと考えると、硬質な物作りにはない特性が浮かび上がってきます。
「素材が2次元である」ということです。
糸を編むことで作るニットや、直接3Dプリンターで服を作る場合を除くと、服は平らな布を使って作ります。なので、3Dで設計しても一旦2Dに直し、再び3Dにする必要があるのです。
3D設計の手順

機械設計でも似たものはあります。板金という製品で、金属の薄い平らな板を折り曲げたり、絞ったりして3D形状を作るものです。
しかし板金とアパレルには明らかな違いがあります。

非対称な2D-3D変換

3次元で服のモデルを作ったとき、布の面は曲面で構成されています。平らな布を使って作るのですから、これをいったん平面に変換して型紙にします。
布を型紙を使ってカットしたのち、縫い合わせて再び3D形状を構成します。
つまり、3D→2D→3Dへの変換がなされるわけです。
問題は変換のの非対称性です。
3D→2Dへの変換は、ゆがみとなって現れます。
世界地図を想像してみるとよいでしょう。いろいろな図法がありますが、どの地図も必ずゆがんでいます。曲面を平面に変換することはそもそも不可能なのです。
ゆがませることで出来た型紙を縫い合わせると、3Dの服が出来上がります。この時、同じようにゆがみが戻れば、設計したものと出来上がりの服は同じ形状になります。
しかし、2D→3Dへの変換はたるみやしわとなって現れます。
変換の非対称性

3D→2Dと2D→3Dは非対称なので、3Dで設計した服が同じ形で出来上がることはありません。

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シルエットと寸法

もう一つの問題は、3D→2D変換に伴う寸法の誤差です。
下の写真は、3D-CADを用いて作った6枚はぎの帽子の型紙です。シルエットはよさそうですね。
金田一耕助帽子の型紙

しかし実際に作ってかぶってみると、小さすぎて入らないことがわかりました。
帽子の3Dモデル 出来上がった帽子

詳細はこちら で書いていますが、ゆがみによる寸法誤差は、服を作るには大きすぎて使い物になりません。
同じ手法でカバンも作ってみました(こちら)。
しずく型カバン 完成した3Dカバン

3Dモデルを平面に変換して作った型紙が、左下です。型紙の緑と赤で示す線を縫い合わせるので、長さが同一でなければいけませんが、全く違っています。
同一になるまで変更して、実際に使用した型紙が右下のものになります。シルエットは良いのですが、縫い合わせ長さは全くかみ合っていません。
カバンの型紙編集


こうした理由から、服を3Dで設計するのは無理があるといえます。

洋裁CADの3Dモード

洋裁CADではスタートを3Dとせず、経由先とすることにしました。図にすると以下のようになります。
洋裁CADアパレル3D手順

2Dで型紙を書き、これを3D空間でボディに着せて確認する。2Dを修正することで3Dを好みのサイズ、シルエットに調整する。
アパレル洋裁CAD3Dモード

2D→3Dへの変換は3Dモデルも実物の服もおなじなので3Dとおなじ実物の服を得ることが出来る。
実際には3Dモデルを見ながら調整できるようにしたいと思っています。
ボディとして自分の3Dデータを取り込めば、自分に合わせたシルエットに型紙を調整してゆけます。
手順としては、2Dで設計→3Dで確認→縫製となります。
3Dの確認は省くことも可能なので、結局のところ付属的な機能ということになりますね。
身頃、袖、襟などのライブラリを充実させて、型紙製図をすることなく、3D上で組み換え、サイズ変更するだけで好みの服を作れるようになれば、かなり面白くなると思います。

もう一つの手法

型紙を製図して3Dで着せるという方法の他に、もう一つ手法があると考えています。
3D上で布をボディに当て、3D内で布をカットして型紙を作成する手法です。いわゆる、立体裁断ですね。
洋裁CADではこの手法は採用しませんが、ボディとして着る人の3Dデータを使うこともできるので、従来の立体裁断よりリアルな服作りができるのではと思います。
パターン作りの手法には、大きく分けて平面裁断と立体裁断の2つがあるそうですが、3Dでの手法も結局この2つに収まるのではないでしょうか。

最終更新日: 2018-08-01 16:14:46

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Author: Tomoyuki Ito

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