3D 컴퓨터그래픽스를 이용한 의상시뮬레이션 연구

Abstract

The popularization of computer and the supply of WEB in the 21th century enabled all the world population to be chained in a language called the digital, and also the difference of country and language as well as time and space to be cleaned. Our life is changed adapting in The digital media environment. The virtual reality, which is already used by the third dimension computer graphics in several fields, is embodied. Then, it is reducing the causable time in trial and error of several times and the expensive development cost. The fashion field is already receiving the effect of the digital by the introduction of clothes CAD (Computer-aided design), Moreover it, it is expected that the influence in the wider area is going forward. When the designer designs the clothes by using the third dimension computer graphics, the design becomes to be changed as the pattern CAD and to be passed to the producer together with the virtual swatch via the process of grading and marker with no delay. The existent process of clothing production was to put the pattern manufactured to a plane on the solid body and then to make the correction. And then, it was the method to be passed to the producer by correcting the pattern again. But the digitalization using the third dimension computer graphics can reduce the correction step of the several phase that is achieved manually by putting the pattern used CAD on the digital model to be equivalent to the solid body immediately. Also, the consumer can solve the uncertainty of the existent electronic commerce by wearing the dress to use the third dimension digital model that is her own reproduction that exists to the cyber space so that she can require the correction of the wanted design or the incommodious parts visually. Hereupon, this study shows that clothes to be just the same as the real thing can be produced through the third dimension computer graphics. Finally, this study presents that not only the area of fashion design can be expanded in the virtual reality field by doing the simulation of the fashion show, but also the information can be made the real time public ownership and the communication can be fulfilled smoothly. In the meaning that can escape in the restriction of time and space in producing the work, the 10 dimensions or more universe phenomenon was taken the advantage as the motive in the three-dimensional space in order to give the visual sight of the graphic. In this study, analyzing the third dimension computer graphic programs to be used much at present, Alias Wavefront Company's Maya software which was the most effective in the clothes simulation and the clothes CAD SGS OptiTex 8.7 which went well substitutive for it were used of them. The original models of shirt, skirt, pants supporting in SGS OptiTex 8.7 demonstration were weared on the human body modeling which was manufactured in considering the rate of chest, waist, and hip circumference in 1/25 of the actual size. Then, the draping data which were suitable to the various textile materials were calculated and they were reflected in this work production. The works were manufactured by total 4 suits. The pattern was produced by SGS OptiTex 8.7 and it was summoned in Maya interface to be applied the module named Maya Cloth enough to be produced the natural silhouette. In order to show the silhouette changes of clothes when the imagination model performed the actions, the imagination model's actions were controlled in making use of Optical Reflection Method of Motion Captures. And the finally rendering was fulfilled with the fashion show that vivified the lighting and the camera effect. The conclusions of this study that got through the work manufacture are as follows: The first, if the file manufacturing in the clothes CAD by using the computer was stored, the pattern used 3D simulation was available because it could be summoned in 3D software. The second, the clothes CAD named SGS OptiTex that was used in this study was included 3D avatar in the program itself, and it could be weared the pattern on the avatar directly, and also the clothed avatar was possible to be summoned in Maya software by storing in 3DS form again. The third, if the data of 3DS form in Maya program was summoned, they could not be applied by Maya Cloth supported in Nubs only because they were recognized as the polygon modeling. So, the animation in the avatar could be applied but the clothes silhouette changes at action performance could not be examined. The fourth, in order to maximize the animation effect that utilized the clothes in Maya software, the pattern manufactured to the clothes CAD was summoned. And then the curve along the outer lines of the pattern was drawn and Maya Cloth was applied to be possible to get the natural silhouette of clothes. The fifth, when the clothes were manufactured by 3D, if the draping character was applied according to the textile special quality, not only the control of textile's thickness, weight, quality feeling, and silhouette was available, but also the clothes were available to graft the special textile materials. The sixth, the natural motion of model was produced by capturing the actual model's walking action in order to produce the fashion show motion and also the dynamic fashion show was available by the angle of camera, the establishment of lighting, and etc. in the final rendering. In this study, the presentation possibility through the digital medium was presented by grafting the 3D computer graphics and the clothes CAD and by designing the clothes. The clothes manufactured by 3D are available to change the design by changing the materials, or by adding the details, or by utilizing the special materials on clothes. Therefore, the trial and error following at the clothes manufacture can be reduced. Therefore, not only the continuous development of the computer graphics software which is easy to substitute it for the clothes CAD and to operate it for the fashion specialist is required, but also the elevation of the rendering speed, the price down, the strengthening of personal security, and etc. are required.;21세기 컴퓨터의 대중화와 웹의 보급은 전 세계 인구를 디지털이라는 언어로 묶었으며 국가와 언어, 시간과 공간의 차이를 불식시켰다. 우리 생활은 디지털 매체 환경에 적응하여 변화되고 있다. 이미 여러 분야에서 3차원 컴퓨터 그래픽스를 이용한 가상현실의 구현으로 여러 번의 시행착오에서 야기되는 시간을 줄이고 고가의 개발 비용을 절감시키고 있다. 의상 분야에도 캐드의 도입으로 이미 디지털의 영향을 받고 있고 앞으로 더 넓은 영역에 영향을 끼칠 것으로 기대된다. 디자이너가 3차원 컴퓨터 그래픽스를 이용하여 의상을 디자인하면 이것이 패턴캐드화 되어 바로 그레이딩과 마커 과정을 거쳐 버츄얼 스와치(virtual swatch)와 함께 생산자에게 넘겨지게 된다. 기존의 의류생산과정은 대부분 평면으로 제작한 패턴을 입체바디에 착용시켜 수정을 보고 이에 따라 다시 패턴을 수정하여 생산자에게 전달되는 방식이었다. 그러나 3차원 컴퓨터 그래픽스를 이용한 디지털화는 캐드를 이용한 패턴을 곧바로 입체바디에 해당하는 디지털 모델에 착용시킴으로써 수작업으로 이뤄지던 여러 단계의 패턴 수정단계를 줄일 수 있는 것이다. 또한 소비자는 사이버 공간에 존재하는 자신의 복제인 3차원 디지털 모델을 이용하여 옷을 착용하고 원하는 디자인으로의 수정을 하거나 시각적으로 불편함이 느껴지는 부분을 확인하고 수정을 요구함으로써 기존의 전자상거래의 불확실성을 해소할 수 있다. 이에 본 연구는 3차원 컴퓨터 그래픽스를 통해 실물과 같은 의상을 제작할 수 있음을 보여주고 마지막으로 패션쇼를 시뮬레이션함으로써 가상현실 분야에서 의상디자인의 영역을 확대하고, 정보의 실시간 공유와 커뮤니케이션을 원활히 할 수 있음을 제시한다. 작품제작에 있어 시·공간의 제약에서 벗어날 수 있다는 의미에서 그래픽이 갖는 시각성을 부여하기 위해 3차원의 공간에 10차원 혹은 그 이상의 우주 현상을 모티브로 활용하였다. 본 연구에서는 현재 많이 사용되고 있는 3차원 컴퓨터 그래픽스 프로그램을 분석하여 그 중 의상 시뮬레이션에 가장 효과적인 알리아스/웨이브프론트(Alias/Wavefront)사의 마야(Maya) 소프트웨어와 이와 호환이 잘되는 의상 캐드인 SGS OptiTex 8.7을 사용하였다. 실물크기의 1/25 사이즈에 가슴·허리·엉덩이 둘레의 비율을 고려하여 제작된 인체 모델링에 SGS OptiTex 8.7 데모에서 지원하는 셔츠, 스커트, 바지 원형을 착용시켜 여러 가지 직물소재에 적합한 드레이핑 데이터를 산출하였고 이를 본 작품제작에 반영하였다. 작품은 총 4벌로 하였으며 SGS OptiTex 8.7로 패턴을 제작하고 이를 마야(Maya) 인터페이스에서 불러와 마야 클로스(Maya Cloth)라는 모듈 (Module)을 적용시켜 자연스러운 실루엣을 연출하였다. 가상 모델이 동작 수행시 의상의 실루엣 변화를 보여주기 위해 모션캡쳐(Motion Capture)중 옵티컬 리플렉션(Optical Reflection) 방식을 이용하여 가상 모델의 동작을 제어하였고, 조명과 카메라 효과를 살려 패션쇼로 최종 렌더링(redering)하였다. 작품 제작을 통해 얻은 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 컴퓨터를 이용한 의상 캐드에서 제작한 파일을 DXF 형식으로 저장하면 3D 소프트웨어에서 불러오기할 수 있으므로 패턴을 이용한 3D 시뮬레이션이 가능하였다. 둘째, 본 연구에서 사용된 SGS OptiTex라는 의상캐드는 프로그램 자체내에 3D 아바타를 포함하고 있으며 패턴을 직접 아바타에 착용시킬 수 있고 의상을 착용한 아바타는 다시 3DS 형식으로 저장함으로써 마야 소프트웨어에서 불러오기가 가능하였다. 셋째, 마야 프로그램내에서 3DS 형식의 데이터를 불러오면 폴리곤 모델링으로 인식되어 넙스에서만 지원되는 Maya Cloth를 적용할 수 없으므로 아바타에 애니메이션을 적용시킬 수는 있어도 동작 수행시 의상 실루엣의 변화는 살펴볼 수 없었다. 넷째, 마야 소프트웨어에서 의상을 활용한 애니메이션 효과를 극대화하기 위해 의상캐드로 제작한 패턴을 불러오기하여 패턴의 외곽선을 따라 curve를 만들고 Maya Cloth를 적용시켜 의상의 자연스러운 실루엣을 얻을 수 있었다. 다섯째, 3D로 의상제작시 옷감의 특성에 따라 드레이핑 속성을 적용시키면 옷감의 두께, 무게, 재질감, 실루엣의 조절이 가능하였다. 또한 특수한 소재를 의상에 접목시킬 수 있었다. 여섯째, 패션쇼 동영상을 제작하기 위해서는 실제 모델의 워킹 동작을 모션캡쳐하여 자연스러운 모델의 움직임을 얻을 수 있었으며 최종 렌더링시 카메라의 각도, 조명의 설정 등을 통해 다이내믹한 패션쇼를 연출할 수 있었다. 본 연구에서는 3D 컴퓨터 그래픽스와 의상캐드를 접목시켜 의상 디자인을 하여 디지털 매체를 통해 프리젠테이션할 수 있다는 가능성을 제시하였다. 3D로 제작된 의상은 소재를 변화시키거나 세부 디테일의 첨가, 또는 특수소재를 의상에 활용하여 디자인을 변화시키는 작업이 매우 용이해 의상 제작시 따르는 시행 착오를 줄일 수 있다. 그러므로 패션전문인들을 위해 의상 캐드와의 호환이 쉽고 조작이 용이한 컴퓨터 그래픽스 소프트웨어의 지속적인 개발이 필요하며 더불어 렌더링 속도의 향상, 가격 저하, 개인 데이터의 보안 강화 등의 문제해결이 요구된다.