Web_教学平台中的服装结构_CAD_系统研究

第 17 卷 第 4 期 武 汉 科 技 学 院 学 报 Vol.17 No.4 2004 年 08 月 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND ENGINEERING Aug. 2004 Web教学平台中的服装结构CAD系统研究 黄 敏 1 , 2 ，张 剑 3 （1广东省纺织技术学院 , 广东 佛山 5 2 8 0 4 1 ；2武汉科技学院，湖北 武汉 4 3 0 0 7 3 ; 3华中科技大学 计算机科学与技术学院 ，湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 ） 摘要：Web数字化环境下，服装结构 CAD 的设计、编辑、传输、显示及可重用性问题是服装教学资源建设 过程中的重要技术之一。本文论述了一种基于 XM L、ActiveX、JAVA技术实现的网络服装结构 CAD解决方 案WCADSD1.0。 关键词：网络教学资源；服装结构；CAD技术 中图分类号：H315 文献标识码：A 文章编号：10095160(2004) 02003206 现代服装 C A D技术是由款式造型设计、结构设计、工艺设计三部分组成。结构设计作为服装工程的 重要组成，既是款式造型设计的延伸和发展，又是工艺设计的准备和基础。一方面将造型设计所确定的立 体形态的服装廓体造型和细部造型分解成平面的衣片，揭示出服装细部的形状、数量、吻合关系，整体与 细部的组合关系，修正造型设计图中的不可分解部分，改正费工费料的不合理结构关系，从而使服装造型 臻于合理完美；另一方面，结构设计又为缝制加工提供了成套的规格齐全、结构合理的系列样板，为部件 的吻合和各层材料的形态配伍提供了必要的参考，有利于制作出能充分体现设计风格的服装，因此服装结 构设计在整个服装制作中起着承上启下的作用。 1 服装结构 C A D 是一门与生产实践有密切联系的计算机实用学科，与其他课程相比它更需强调严密的 科学性与高度的实用性相统一。 C A D技术使得服装科技得到迅猛的发展， 从理论和实践都大大地丰富了课 程的知识结构，同时反过来又对本课程的内容提出了更加严谨、规范、科学的要求，以体现当代服装设计 的科技水平。C A D结构图以简练、形象、直观的设计来表达服装示意图的制定方法和表达形式，常用于描 述服装规律或某一问题的具体解决过程，是服装等基础学科内容的一种重要设计方式。它是研究服装结构 的内涵及各部位的相互关系，装饰与功能性的 C A D技术、分解与构成规律和方法的课程。结构设计脱胎 于属于劳动密集型产业的服装生产；在很多方面偏重使用经验进行定性分析，因此加强基础理论的研究教 学，发展现有数字化网络环境教育，是今后提高服装 C A D学科学术水平的重要一环2 ，这能充分利用和 优化服装 C A D教育资源，普及与提高服装专业设计人员素质，降低教育成本。另外，由于设计方法具有 很强的计算机技术性， 必须通过一定计算机的操作才能得到深入理解和牢固掌握， 所以必须加强实践环节， 提高学生的实际操作能力，为此，该教学课程应具备设计、编辑制作过程的简易性、传输的快捷性和使用 过程中的可重用性等特点 2 。目前，随着服装网络教学的逐步普及以及服装教育网站的增多，实施现代远 程教育工程，形成开放式教育网络，构建服装结构 C A D学习体系，有助于网络服装 C A D的教学与应用， 但从服装 C A D的设计应用情况来看， 还没有网络版服装 C A D设计系统。 目前通行的做法主要是利用其他 的软件来设计服装结构图，然后生成示意纸样，再使用网页制作软件做到网页中。这样的过程，不仅开发 收稿日期：2004-05-30 作者简介：黄敏( 1 9 6 8 - ) ，女，硕士，高级讲师，研究方向：服装工程 基金项目：全国教育科学十五规划重点课题（项目编号：A Y A 0 1 0 0 3 4 ） ；国防科技预研项目（项目编号：1 5 . 8 . 4 ） 第 4 期 黄 敏，等：Web 教学平台中的服装结构 CAD 系统研究 33 工序复杂，传输效率低，而且可重用性也得不到解决。只要服装结构中有任何一个小的改动，就需要重新 执行上面的工序来制作纸样。究其原因，主要在于服装 C A D资源，使用了纸样作为它的实现形式。 1 Web服装结构设计技术 Web服装结构计算机辅助设计(Computer Aid Design)，是集计算机图形图像学、数据库、网络通讯等计 算机及其它领域知识于一体，是服装设计师借助计算机网络技术，通过人机交互手段，在屏幕上通过对服 装结构分析计算并用计算机绘制出服装结构线和纸样的过程。它将服装设计师的设计思想、经验和创造力 与计算系统功能密切结合起来，是现代服装设计的主要方式。虽然服装 C A D采用纸样这种表现形式来实 现可重用性，是因为纸样这种形式能体现服装结构 C A D的内在组成规律，并且这种组成规律是客观存在 的。大家知道：服装结构的具体内容虽然千变万化，但万变不离其宗，其服装结构组成元素点、线、面是 固定的， 可以进行科学的分类， 找出服装结构服装各部件和各层材料的几何形状以及相互组合的共同关系； 服装各部位外部轮廓线之间的组合关系，部位内部的结构线以及各层服装材料之间的组合关系。在设计内 容组成上，都是由整体结构分解成基本部件的设计过程 1 。此外，服装结构设计学的教学宗旨在使学生能 系统地掌握服装结构的内涵，包括整体与部件结构的解析方法、相关结构线的吻合、整体结构的平衡、平 面与立体构成的各种设计方法、工业系列样板的制定等基本方法，由于它又是实现可重用的关键，使得设 计编辑以纸样形式表现的服装结构资源在实现上是非常复杂的，往往还不如重新开发。要想实现服装结构 资源的可重用，需要采用别的表现形式，以前采用纸样作为服装结构资源的表现形式有其客观原因：( 1 ) 纸样是计算机设计通用的一种媒介，使得服装结构资源能以纸样为载体，应用于 C A D教学设计，做到较 好的通用性和共享件。目前还没有更好的网络服装结构 C A D技术解决方案。 因此需要采用一种新方式技术，它要能体现服装结构 C A D的内在组成规律，使服装结构资源能够在 网络环境做到可重用，又要能保持使用 C A D纸样的优点。 1.1 IXM(Extensible Markup Language，可扩展的标记语言) X ML的出现，帮我们解决了这一问题。X ML和 H T ML （H y e r t e x t Ma r k u p L a n g u a g e ）超文本标 记语句一样，都 S G ML （S t a n d a r d G e n e r a l i z e Ma r k u p L a n g u a g e ）一种通用标记语言的子集，是由审 核 S G ML的一群人结合另一群 We b技术专家所制定出的一个适用于 WWW上的标记语言。X ML是一种 介于 H T ML与 S G ML之间的标记语言，有着巨大的伸缩性与灵活性，能够针对特定的应用定义自己的标 记语言，其应用前景无人表示怀疑，也是未来的网络技术标准之一。它最大的特点是实现了数据和数据显 示分离，文本类型定义（D T D ）用来定义 X ML文档的元素和特性，使得一份 X ML经过解读后，可以被 其他的应用程序所应用，或者经过其他的储存体暂时储存。X ML通过 X S L ( 可扩展的样式语言) 来显示文档 的数据，X S L能使 WE B改变文档的显示方式，通过变换样式表，同一文档数据则以有不同的显示方式。 X S L突破了 H T ML固定标记的约束，可以允许使用者定义无穷无尽的标记来描述文档中的任何元素，这 就提供了高级的布局特性。 （下载网址 h t t p ：/ / w w w . c c i d n e t . c o m/ s c h o o l ）一种基于 X ML的 C A D语 言是完全可以根据服装结构资源的特点来描述设计的整体和组成元素的， 从而实现服装结构资源的可重用。 而且基于 X ML的 C A D语言能够与文本这种网络上最通用的媒介相融合， 做到更好的通用性和共享性， 目 前，唯一的问题就是把文本形式的服装结构资源以某种形式、形象直观地表现在使用者面前，这个问题以 现有的技术是不难解决的。 1.2 ActiveX技术 A c t i v e X 技术是一种已被广泛采用的成熟技术，它的实现和在网络中的传输有其显著的优越之处， A c t i v e X是基于通用对象模型（C o mmo n O b j e c t Mo d e l ）而设计的。可以作为对象 C o mp o n e n t 嵌入任 何对象链接与嵌入的容器（O L E C o n t a i n e r ）中。当然包括 I n t e r n e t E x p l o r e r 等通用的浏览器。由于采 用面向对象的思想，A c t i v e X控件能处理并完成十分复杂的功能，而网络传输却短小灵便。既能处理变幻 无穷的服装结构解析和表现，又能在远程网络中快速传输。 1.3 JAVA语言 J A V A语言是最重要的一种网上通用程序设计语言，J a v a是分布式的、面向对象的、不依赖于机器的 武汉科技学院学报 2004 年 34 结构，且具有可移植性、鲁律性、安全性，并且提供了多线程并发的机制，以及动态下载程序代码的机制。 另外，从语言的下标检查机制和自动内存管理机制也为其增加了较强的稳定性和安全性。其次，它最大限 度地利用了网络，J a v a的 A p p l e t 可在网络上传输而不受 C P U和环境的限制，这大大的增强服装结构图 的传输速度。J a v a还提供了丰富的类库，使程序设计者可以很方便地建立自己的系统，使用它开发的程 序具有两种层次上的可移植性能，源代码级可移植性和二进制级可移植性，J V M（J A V A虚拟机）的存在 使得这种可移植性成为了可能， 使服装结构 C A D资源系统方便地移植到其他的网络教学平台。 总之， J a v a 是一种编程语言、一种开发环境、一种应用环境、一种部署环境、一种广泛使用的网络编程语言，它是一 种新的计算概念。在面向对象的程序设计（O O P ）中，使用好 J a v a语言的继承性、封装性、多态性等面 向对象的属性可以较好地实现信息的隐藏。对象的封装，从而降低程序的复杂性，实现代码的复用，提高 开发速复。 3 （下载网址 h t t p ：/ / J a v a . c s . t s i n g h u a . e d u . c n : 8 8 8 8 ） 2 服装结构设计系统的实现模式 基于上述成熟的理论和技术，考虑到服装结构 C A D 资源作为一种教学资源的方方面面，我们主要实 现三个方面应用：服装结构资源的设计编辑、显示和传输，如图 2所示。服装结构资源的内层实现机制为： 用一种标准的基于 X ML技术的 C A D语句来描述服装结构。这种服装结构 C A D语言应该至少包括标记和 数据两方面的内容。标记用来标识服装结构的组成元素并且可以作相应的分类和扩展，数据用来描述组成 元素的具体内容。 每一个具体的服装结构 C A D都与一个采用标准 C A D语言编写的文本相对应。 当我们在 建立和修改服装结构图时，需要哪一种服装结构图，只用选择那一分的组成元素，并设计编辑其具体内容 就可以了。服装结构的设计编辑可以手工或借助程序编辑标准服装结构文本，服装结构图的显示可使用一 个基于 A c t i v e X技术的智能软件实现。 对于已建立的服装结构资源， 服装结构图以文本的方式存贮和传输， 这样就能做到很好的通用性和共事件。服装结构设计系统的实现模式如图 1所示 4 。 它采用基于 WE B的浏览器用 B服务器（B S ）架构，整个服装结构资源的制作和使用都通过浏览 器平台来实现。考虑到现在的网络教学平台，往往都已经有了自己的资源管理系统和资源数据库。能够完 成对教学资源的检索、删除和添加等基本功能。所以本系统仅提供了以字符串形式存在的文本接口。这种 接口易与资源管理系统结合，可以根据实际需要，实现对资源的处理。通过网络教学平台资源管理系统， 可以方便地完成资源的索引、编制、设计、发布、修订、重组、替换和审核等功能。也可以加入远程教育 系统的其他应用，如教案传输、网上考试、在线讨论、公共设计。 图 1 服装结构设计系统的实现模式图 Client 端服装 结构设计编 辑 以字符串保 存 在 Server 端的数据库 中 Client端 访 问 Server页面 加载 解析器 显示 结构图 第 4 期 黄 敏，等：Web 教学平台中的服装结构 CAD 系统研究 35 3 Web服装结构设计教学系统 3.1 Web Computer Aided Desing Structral Drawing1.0简介 WC A D S D 1 . 0是采用上述思想由我们课题组开发出来的一套集设计编辑的服装结构教学系统， 通过它 可以方便地输入几千种常用的教学服装结构图，并在该系统平台上设计编辑服装结构图，绘制整套纸样示 意图。由于 WC A D S D 1 . 0采用通用的浏览器平台，服装结构图的设计、编辑、显示等操作全部都可以在 浏览器中完成 5 图 2 W C A D S D 1 . 0 系统层次图 3.2 WCADSD1.0的设计技术方案 WC A D S D 1 . 0采用模块化设计，将由三部分组成：服装结构图设计编辑工具、服装结构图传输和服装 结构图显示控件。 服装结构图设计编辑工具包括服装结构图设计、服装结构图编辑、服装结构图设置、服装结构图属性 等；服装结构显示控件主要用于在 We b页中显示课程编辑中插入的服装结构图；服装结构图传输主要用 于传输各工作站设计编辑结构图，使得设计编辑过程具备网络化 7 。其系统层次图如图 2所示。 3 . 2 . 1 WC A D S D 1 . 0设计编辑部分采用 J A V A技术，并提供接口供 A c t i v e X调用。这一部分主要实现 4 个方面的技术处理：设计编辑模块实现键盘和鼠标及其他事件的处理，主要用来读取和处理用户从键盘和 鼠标输入的各种字符和指令；无限次的嵌套功能，用来实现各类复杂服装结构的输入与设计编辑；复杂的 服装结构均可由简单的部件服装结构经过若干类复合而生成；对字库中的特殊符号的处理，用来实现对键 盘所不能输入的教学图件专用字符的显示；对服装结构的解析和接口字符串的生成，用来生成 A c t i v e X能 解析的字符串。譬如: O B J E C T c l a s s i d = c l s i d : D 4 8 B 2 A 4 E - 2 A F 1 - 4 E 7 5 - 8 3 C 2 - 0 F 2 D I I 3 2 2 D 6 D i d = WC A D S D C t r l l s t y l e = ”H E I G H T : 1 0 0 p x ; L E F T : 1 0 p x ; T O P : 1 5 p x ; WI D T H : 4 5 0 p x ”V I E WA S T E X T P A R A M N A ME = ”t e x t ”V A L U E = ”生成的服装结构信息字串” P A R A M N A ME = ”B a c k C o l o r ”V A L U E = ”0 x 0 0 f f f f ” P A R A M N A ME = ”B a r d e r C o l o r ”V A L U E = ”0 x 0 0 0 0 f f ” P A R A M N A ME = ”F l i l C o l o r ”V A L U E = ”0 x 0 0 f f 0 0 ” P A R A M N A ME = ”F o r e C o l o r ”V A L U E = ”0 x 0 0 0 0 0 0 ” P A R A M N A ME = ”B a r d e r w i d t h ”V A L U E = ”1 0 ” OB J E C T WCADSD1.0 服装结构设计编辑系统 服装图设计编辑工具 结构图传输 结构图显示控件 结构图设计 结构图编辑 结构图设置 结构图属性 结构图显示 复制 删除 添加 替换 重组 部件厍 数据库 武汉科技学院学报 2004 年 36 H E I G H T 、L E F T 、T O P 、WI D T H和 B a c k C o l o r 等都是 H T ML能接受的参数，主要用于定义服装 结构在浏览器中的位置、字体、颜色和背景等7。 3 . 2 . 2 WC A D S D 1 . 0显示部分使用 A c t i v e X控件技术，A c t i v e X控件解析能力强，生成的代码短小 精悍，易于下载。由于多用到许多特殊符号，因此自带子库（标准 T R U E T Y P E ）和自设图件，本部分主 要由以下几个模块组成： 初始化模块- - - 主要接受外部参数。 包括字体、 颜色、 大小、 服装结构信息和字符串等， 并传递给 A c t i v e X 控件。另外，还进行设置显示字图库，自注册动态库，初试化环境变量和安全设置等工作。 用户接口模块- - - 主要是引出接口属性和方法。属性由一个属性表组成，它对以设置包扩显示字符串、 图件等一系列参数，方法可由外部程序( 包括脚本) 调用，能够动态改生显示内容、颜色等。 解析显示模块- - - 服装结构控件核心，本程序采用边解析边显示的方法。 异常处理模块- - - 对异常事件，包括安全设置限制，字图库安装不正确，用户输入参数以及调用错误等 一系列异常事件处理 4 。 3.3 WCADSD1.0语言 WC A D S D 1 . 0语言的选取是 We b数字化环境下的一个关键问题。 由于 X ML有如前所述的各种优点， 并且考虑到发展趋势和扩展性，所需要的语言应该基于 X ML的。所以，本文采纳 J a v a S c r i p t 作为图像标 记语言，采用符合 X ML规范的标准结构语言，在网络间传输只占用带宽极少的文本（一个文字约十几个 字节， 而一个服装结构纸样至少要几 K字节） ，J a v a S c r i p t 它最先是由 N e t s c a p e 设计的语言。 介于 J a v a 与 H T ML之间， 它是基于对象和事件驱动并具有安全性能的脚本语言， 是一种描述语言， 它将 J a v a S c r i p t 内嵌在浏览器中，使主页制作者可以直接在 H T ML于加入 J a v a S c r i p t 代码。它的结构和 J a v a十分类似 （下载网址 h t t p ：/ / w w w . c c i d n e t . c o ms c h o o l ） 。它采用了的面向对象的语言结构。与 J a v a不同的是 它是解释的语言。可以由浏览器直接解释执行，即直接运行在 We b浏览器中，而 J a v a必须有程序编辑器 生成另一代码后，才能插入到主页中运行。它可作为图像标记语言（I ma g e Ma r k u p L a n g u a g e ） ，是一 种可用于图像工程的 X ML语言，它包含两套规范：一套是基于逻辑的，它将服装结构图像按照一定的层 次，完全按树形结构展开，底层的那一部分都对应于一个基本的服装结构标记；另一套是基于页面描述的， 就像 P o s t S c r i p t 一样，详细刻画服装结构图所显示的各部件细节。这两套规范都是极其复杂的；它在处理 We b服装结构 C A D教学设计编辑时，将是一个巨大的工程，而且 J a v a S c r i p t 本身也仍处于发展变化中， 尚不能作为成熟的规范指导实际应用，所以本文选用了 X ML下的结构语言，事实证明这套语言是简练而 高效的。 3.4 WCADSD1.0的实施 WC A D S D 1 . 0目前集成在广东纺院（全国教育科学十五规划重点课题） “服装教育”网络教学系统平 台中，作为服装 C A D教学课程设计编辑系统的一个组件，在 C A D教学设计编辑过程中，只要需要服装结 构教学设计，点击 WC A D S D 1 . 0图标，就可以进入服装结构设计编辑界面，服装结构设计编辑界向采用 可视化编辑，所见即所得，使资源制作者完全不需要任何预备知识，就可以灵活地设计编辑复杂的服装结 构示意图。并根据需要从菜单或工具栏中选取相应的服装结构图，也可以使用快捷键选取，然后在要输入 位置单台相应空白处，插入点、线、部件图，输入相应数据即可。如果需要修改复杂服装结构图，可以采 用矩形框嵌套的方式，在相应的矩形框中选取要嵌套的服装结构部件。所示矩形框均可多次嵌套矩形框， 矩形框的选取可以采用从左到右、从外到内的原则，逐层深入的方法进行。如果要输入特殊字符，则从特 殊字符栏中选取。对服装结构的字体、大小、颜色属性、H T ML页面位置等也可从菜单或工具栏对话中获 得，并保存、插入到相应的设计页面中。 4 结论 采用 WC A D S D 1 . 0作为 We b数字化环境中服装结构 C A D的解决方案，完全能够满足服装结构在编 辑制作过程的简易性、传输的快捷性和设计使用过程中的可重用性的要求，并使服装结构系统与网络教学 平台容易紧密结合，充分利用和优化教育资源。 第 4 期 黄 敏，等：Web 教学平台中的服装结构 CAD 系统研究 37 参考文献: 1 张文斌. 服装工艺学 M . 北京: 中国纺织出版社，2 0 0 1 . 2 张剑, 黄敏. “服装 CAD”技术 M.北京:清华大学出版社 ，2003. 3 王克宏.Java 技术教程M.北京:清华大学出版社 ，2002. 4 Zhang JianAdvanced distribution learning system and modern educational techniquesA. 6