摘要：柔体仿真可以帮助设计师、版师和研发人员更真实地评估服装的舒适度和合身效果，实时反映服装变形，优化设计，提高服装试穿和研发的效率。尤其对贴身类衣物，如内衣，瑜伽服，泳衣的试穿和研发有着更为显著的价值。

近期，越来越多的服装3D数字化领域从业者，洞察到柔体仿真带来革新性的应用价值，通过精准模拟服装在虚拟模特身上的穿着状态，深度开展服装合身性分析工作。

柔体仿真可以帮助设计师、版师和研发人员更真实地评估服装的舒适度和合身效果，实时反映服装变形，优化设计，提高服装试穿和研发的效率。尤其对贴身类衣物，如内衣，瑜伽服，泳衣的试穿和研发有着更为显著的价值。

同样在学术领域，柔体仿真技术长期处于重点研究地位，在这一研究领域，数字软体化模型能否被广泛采用，精确度是关键影响因素。然而，目前的技术解决方案往往无法满足这一要求，同时也缺乏实际案例展示其在行业中的有效应用。

我们深入探讨柔体模型在精确性方面的挑战，并展示Style3D的研究成果在Studio软件中的应用和价值，发掘创新机会及其带来的变革性影响。（内含软件更新惊喜剧透！）

物理模型

一个合适的物理模型对于准确描述人体组织的柔性表现至关重要。现有许多流行的软材料弹性模型，如Neo-Hookean和Mooney-Rivlin模型，主要适用于橡胶和聚合物。然而，人类组织与橡胶在非线性行为上存在显著差异。例如，人类皮肤在轻微触碰时柔软而易于变形，但在极端拉伸下却表现出惊人的韧性[1]。为了解决这一问题，Fung于1993年提出了一种指数型软组织模型[2]，该模型便成为软组织建模事实上的标准。

人类皮肤的刚性具有高度非线性特性，在受到过度拉伸时会表现出显著的抗拉伸能力。

更重要的是，人体组织并非均匀一致的材料，其特性会因身体部位、年龄甚至种族的不同有一定差别。例如，由于乳腺的存在，乳房与腹部表现出不同的物理特性，其特征更接近于充满液体的结构。这导致乳房具有较强的泊松效应（即对体积变化的强烈抵抗力）。此外，众所周知，人体皮肤会随着年龄增长而失去弹性。这些复杂因素在当前的解决方案中常被忽视，但它们对于实现精确的柔体仿真至关重要。

网格离散化

柔体模型模拟还需要将其离散化为由小元素组成的网格。网格的分辨率（即网格元素的大小）对模拟精度起着关键作用。采用更小的网格元素不仅有助于捕捉皮肤的细节，还能解决所谓的“锁定问题”（locking issue）。当网格元素过大时，就会发生这种问题，导致高泊松效应的软组织（如乳房）进行模拟时，表现出过度的抗变形性[3]。服装模拟中出现类似的问题，如果网格分辨率不够高，衣物就无法正确地折叠和形变。

由于锁定问题，实现高泊松效果（在柔体仿真模拟中保持体积）仍然具有挑战性。虽然研究人员已经探索了各种解决方案，但最简单的方法通常是提高网格分辨率。

求解器

影响模拟精度的最后一个因素是数值求解器的性能，它是模拟引擎的核心。理论上讲，只要有明确的物理模型、细化的网格结构以及足够的计算时间，求解器应该能够生成精确的结果。然而在实际操作中，时尚行业无法承担一次模拟耗时数小时甚至数天的成本。因此，模拟往往在收敛到精确结果之前被强制终止。这使得基于GPU的模拟变得至关重要[4]，不仅能缩短计算时间，还能在有限时间内提高模拟精度。

现代基于GPU的仿真在速度上可以比CPU快达十倍。然而，如果没有额外的优化和研究，它们在高分辨率、高精度的软体仿真中仍然面临困难。

一种解决计算限制的实用方法是自适应定义柔体模型，例如，在内衣应用中，乳房、臀部和腹部等区域比肩膀等部位更为重要。因此，这些关键区域应采用更复杂的模型和更细化的网格元素以提高精度，而非关键部位可以简化，甚至视为刚性，尤其是在它们不与衣物交互的情况下。

可定制的软组织覆盖功能，使企业能够根据其特定的开发需求，选择相应的柔体区域。

Style3D柔体模特技术及应用

Style3D凌迪研究院团队不断攻克精准度难关，针对柔体模特的多个维度，对真实人体进行了还原。例如使用真实的人体组织本构模型和测试物理参数，在模特柔体区域化建模时考虑了骨骼的影响，优化柔体-布料碰撞提供真实的勒痕效果和输出更真实的穿着压力。

目前Style3D技术，可以准确达到不同的柔体模特尺码、服装尺码下的真实试穿效果。人体放码，服装放码后，勒痕会随着变深或者变浅。

同样的，如果我们调解模特人台的胖瘦，勒痕和压力图也会同步反映出，同一件衣服的效果是否合身。

另外，还可手动调整柔性模特胸部和臀部的柔软程度，柔体模特受重力和影响，因此当衣服穿上很紧的时候，都会勒出这个勒痕出来，然后胸也会从下垂变到被托起来的效果。这一特性在人体内衣试穿、版片修改以及生产环节中，均展现出极高价值。

除了上述款式开发场景的价值，在营销视效素材制作方面，贴身衣物往往很难展示其面料特性和贴合人体的形态，这对于这类服装的素材制作，同样柔体模特的价值不可替代，也有着较高应用价值。

By @Johnnie Maneiro

Bodywear Lab 客户实际应用

位于英国的内衣设计工作室Bodywear Lab将柔体仿真应用于内衣的设计和开发中。在实物样衣打样前，会先使用柔体模特进行3D样衣的虚拟试穿，并通过压力图的表现，评估产品合身程度，实时调整版型设计。Style3D高准确度的柔体试穿为Bodywear Lab节约了大量的实物样衣，从面料数字化到电商营销出图等场景应用，加快了上市速度，并快速获取订单，企业不断增收。

提供企业定制化服务

在Style3D，我们目前为企业提供此类定制化解决方案。与不同的时尚品牌使用不同的刚性物理模型类似，数字软体化模型也需要根据特定业务需求进行定制。最直接的定制方式是调整软体化模型的外形，使其符合品牌消费者群体的需求，或具体地与他们现有的物理模型匹配。

更深层次的定制应考虑以下因素：

为不同软体区域选择合适的物理模型；定义不同身体部位的软硬度及厚度；实现符合业务需求的自适应网格离散化；最重要的是，在模拟精度与计算时间之间实现平衡。

Style3D Studio即将迎来更新

建模软件Studio即将发布的8.0版本中，柔体仿真的准确度将有进一步的提升，提供更为真实准确的柔体试穿表现。此外，实时渲染、GPU、AI增强出图等诸多功能将在8.0新版本中有重大更新。从视觉到决策，更“真”实更全面更可靠，助力企业增长！请大家持续关注Style3D官方，获取第一时间的软件更新内容，敬请期待。