Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt may Việt Nam giữ vị trí quan trọng trong kim ngạch xuất khẩu và tăng trưởng kinh tế, song chịu phụ thuộc lớn vào thị trường quốc tế, nguồn cung ứng nguyên phụ liệu và phương thức làm việc với khách hàng (Buyer). Giai đoạn 2020–2021, đại dịch Covid-19 làm gián đoạn chuỗi cung ứng toàn cầu, dẫn đến tình trạng khan hiếm nguyên phụ liệu và cản trở quy trình may mẫu vật lý (Proto sample) gửi đối tác. Bối cảnh này thúc đẩy các thương hiệu quốc tế (như Nike, Adidas, Puma, Lululemon, Dickies) và các doanh nghiệp sản xuất trong nước (như Fashion Garments Co. Ltd, Nobland, Global Poongin Vina) chuyển đổi số quy trình phát triển sản phẩm thông qua công nghệ thiết kế và mô phỏng 3D.

Chất liệu Denim và trang phục Jeans có cấu trúc dệt đặc thù (vải thô, cứng, mật độ sợi cao) cùng các hiệu ứng xử lý bề mặt phức tạp (wash mài, tạo nhăn, cào rách, phun hóa chất). Việc ứng dụng phần mềm thiết kế 3D chuyên dụng kết hợp phần mềm đồ họa giúp tái hiện chính xác cấu trúc, phom dáng và hiệu ứng trang phục mà không phụ thuộc hoàn toàn vào mẫu vải vật lý ở giai đoạn đầu. Đồ án tốt nghiệp "Ứng dụng phần mềm VStitcher để thiết kế và mô phỏng trang phục Jeans" do sinh viên Nguyễn Thị Liểu và Lý Thị Kim Loan thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Quang Lâm Thúy tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (Khoa Thời trang và Du lịch, Bộ môn Công nghệ May).

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 3 nội dung chính:

  1. Xây dựng quy trình thiết kế 2D và mô phỏng các mẫu trang phục Jeans 3D bằng phần mềm VStitcher.
  2. Thiết kế các hiệu ứng giặt mài và xử lý bề mặt trên các sản phẩm mẫu Jeans 3D.
  3. So sánh khả năng mô phỏng và độ vừa vặn (fit mẫu) trang phục Jeans 3D trên phần mềm VStitcher so với sản phẩm mẫu vật lý có sẵn (áo khoác, quần Jeans, đầm Jeans).

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được phân định thành 4 phần:

  1. Nghiên cứu khai thác phần mềm VStitcher của Browzwear.
  2. Nghiên cứu sử dụng các công cụ bổ trợ gồm phần mềm Adobe Photoshop và nền tảng web Maximo (Mixamo), Lalaland, Stylezone.
  3. Phân tích đặc tính vải Denim và kỹ thuật tạo hiệu ứng trên trang phục Jeans.
  4. Thực hiện thiết kế rập 2D, mô phỏng 3D, kết xuất hình ảnh và tạo chuyển động hoạt ảnh (Animation) cho 3 mẫu sản phẩm: áo khoác, quần và đầm Jeans.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm thiết kế VStitcher; các công cụ hỗ trợ (Adobe Photoshop, Mixamo, Lalaland); chất liệu vải Denim và các hiệu ứng hoàn tất bề mặt; 3 sản phẩm mẫu thực tế (áo khoác Jeans, quần Jeans, đầm/váy Jeans).
  • Phạm vi không gian: Bộ môn Công nghệ May, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, có sự tham khảo kinh nghiệm thực tế từ chuyên viên thiết kế 3D tại Công ty Global Poongin Vina.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện từ tháng 02/2024 đến tháng 07/2024 (bảo vệ tháng 05/2024).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đồ án được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa kỹ thuật tạo mẫu rập 2D, công nghệ mô phỏng may mặc 3D và công nghệ xử lý chất liệu Denim:

  • Lý thuyết thiết kế rập 2D: Tham khảo hệ thống công thức thiết kế rập phẳng của ThS. Phùng Thị Bích Dung (giảng dạy tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM). Đồng thời, tác giả tổng quan các trường phái tạo mẫu rập tiên tiến trên thế giới: kỹ thuật cắt rỗng (Subtraction Cutting) của Julian Roberts; kỹ thuật cắt biến đổi tái cấu trúc (TR-Cutting / Transformational Reconstruction Cutting) của GS. Shingo Sato; kỹ thuật tạo khối trực tiếp trên ma-nơ-canh (Fashion Draping); kỹ thuật Pattern Magic của GS. Tomoko Nakamichi (Đại học Bunka, Nhật Bản).
  • Công nghệ mô phỏng may mặc 3D: Phân tích tính năng của các phần mềm CAD/3D phổ biến trong ngành may gồm VStitcher (Browzwear), Clo 3D, Lectra và Optitex. Nghiên cứu tập trung vào hệ sinh thái VStitcher với các công cụ: Fabric Analyzer (phân tích tính chất cơ lý vải), Pressure Map (bản đồ kiểm tra độ căng/vừa vặn), Colorways (biến thể màu), gán phụ liệu Trim, render hình ảnh tĩnh và mô phỏng catwalk.
  • Lý thuyết về chất liệu Denim và kỹ thuật wash: Cấu trúc vải dệt chéo (twill) từ sợi bông nhuộm chàm (Indigo) hoặc lưu huỳnh, kết hợp sợi nhân tạo (Polyester, Lycra tạo co giãn). Các kỹ thuật hoàn tất bề mặt: Rinse wash (giặt xả mềm), Whiskering (tạo râu mèo), Sand blasting (phun cát), Potassium permanganate spray (xịt thuốc tím $KMnO_4$), Distressed Jeans (cào rách, mài sờn), khắc laser, thêu vi tính và tạo nhăn đường may (Puckering).

Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  • Phương pháp tham khảo tài liệu: Thu thập, tổng hợp giáo trình, tài liệu chuyên ngành may mặc, cẩm nang kỹ thuật của Browzwear và các nguồn dữ liệu kỹ thuật số.
  • Phương pháp mô phỏng bằng phần mềm: Sử dụng VStitcher để xây dựng rập 2D, lắp ráp đường may, gán thuộc tính vật lý của vải Denim, phối hợp Photoshop tạo texture map (Normal Map, Diffuse Map, Transparency) cho chi tiết và hiệu ứng wash.
  • Phương pháp thực nghiệm: Triển khai thiết kế và mô phỏng thực tế 3 mẫu trang phục Jeans hoàn chỉnh (áo khoác, quần, đầm), thiết lập thông số người mẫu ảo (Avatar), kết xuất hình ảnh và ghi hoạt ảnh trình diễn catwalk.
  • Phương pháp phân tích và tổng hợp: So sánh trực quan và thông số kỹ thuật giữa sản phẩm mô phỏng 3D trên môi trường ảo với sản phẩm mẫu vật lý thực tế.

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu bao gồm tài liệu kỹ thuật của Browzwear, thông số hình học của các Avatar chuẩn (như Olivia EU-38, US-6), mẫu vật lý thực tế của 3 chủng loại trang phục Jeans, cùng các thư viện số từ Lalaland và Mixamo.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về đề tài

Chương 1 trình bày bối cảnh chuyển dịch số của ngành may mặc quốc tế và Việt Nam trước yêu cầu giảm thiểu thời gian may mẫu thử, tối ưu chi phí nguyên phụ liệu và bảo vệ môi trường. Tác giả phân tích lý do chọn phần mềm VStitcher (Browzwear) – công cụ được nhiều tập đoàn thời trang lớn và các công ty may xuất khẩu tại Việt Nam (Global Poongin Vina, Fashion Garments, Nobland) ứng dụng. Chương này xác định rõ mục tiêu, nhiệm vụ, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu của đề tài.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Nội dung chương 2 chia thành 3 phần trọng tâm:

  1. Tổng quan phần mềm 3D trong ngành may: Đánh giá hiện trạng ứng dụng phần mềm 3D trong nước và quốc tế (khoảng 56% doanh nghiệp thời trang toàn cầu đã hoặc đang triển khai giải pháp 3D vào năm 2020). So sánh tính năng giữa các phần mềm tiêu biểu (Clo 3D, VStitcher, Lectra, Optitex) và chuẩn hóa quy trình chung gồm 8 bước từ nhập rập 2D đến xuất hoạt ảnh catwalk. Giới thiệu vai trò của Adobe Photoshop trong chỉnh sửa texture và map đồ họa.
  2. Các phương pháp thiết kế rập: Trình bày nguyên lý thiết kế phẳng theo công thức của ThS. Phùng Thị Bích Dung, kết hợp tổng kết các phương pháp tạo hình rập hiện đại (Subtraction Cutting, TR-Cutting, Draping, Pattern Magic).
  3. Chất liệu Denim và các hiệu ứng hoàn tất: Khái quát lịch sử hình thành vải Denim từ thế kỷ 17 tại Nîmes (Pháp) đến sự phát triển của quần Jeans gắn liền với Levi Strauss và Jacob Davis (1873). Phân tích cấu trúc dệt, đặc tính cơ lý của Raw Denim, Treated Denim, Stretch Denim, Selvedge Denim, Poly Denim. Mô tả chi tiết nguyên lý hóa lý của các phương pháp giặt mài, xịt thuốc tím, tạo râu mèo, cào rách, mài cát, in, thêu và đính phụ liệu.
Nhóm phương pháp Tên kỹ thuật / Công cụ Đặc điểm ứng dụng trong thiết kế & hoàn tất
Tạo mẫu rập 2D Hệ công thức phẳng (ThS. Phùng Thị Bích Dung) Dựng rập chuẩn theo số đo nhân trắc học, chia tỷ lệ cơ thể $1/4$ kết hợp lượng cử động.
Subtraction Cutting (Julian Roberts) Tạo khối không gian rỗng bằng cách loại bỏ vải, tối ưu hóa sự rơi rủ tự nhiên của Denim.
TR-Cutting (GS. Shingo Sato) Triệt tiêu đường may truyền thống, tạo điểm nhấn 3D thông qua nghệ thuật xếp gấp Origami.
Phần mềm 3D VStitcher (Browzwear) Dựng rập 2D, may ráp 3D, đo áp lực (Pressure Map), quản lý vải và phụ liệu Trim.
Clo 3D, Lectra, Optitex Các giải pháp CAD/CAM và mô phỏng 3D đối sánh trong ngành công nghiệp dệt may.
Hiệu ứng Denim Whiskering, Sand blasting, $KMnO_4$ spray Xử lý mài mòn, bạc màu sợi chàm cục bộ tại các vị trí nếp gấp cử động và bề mặt vải.
Distressed Jeans & Puckering Tạo vết rách sợi ngang và hiệu ứng co rút, nhăn dúm dọc theo mép đường may.

Chương 3: Ứng dụng phần mềm VStitcher để thiết kế và mô phỏng các mẫu trang phục Jeans

Chương 3 là phần thực nghiệm kỹ thuật trọng tâm của đồ án, bao gồm các bước cụ thể:

  1. Thiết kế rập 2D: Xây dựng bảng quy cách đo và lập quy trình dựng rập phẳng 2D chi tiết trên VStitcher cho 3 mẫu sản phẩm: áo khoác Jeans, quần Jeans nữ và đầm/váy Jeans.
  2. Quy trình mô phỏng 3D trên Avatar:
    • Lựa chọn Avatar chuẩn (ví dụ Avatar nữ Olivia EU-38, US-6).
    • Thiết lập thông số vật lý của vải Denim (độ dày, độ cứng uốn, trọng lượng) và vải lót.
    • Sắp xếp vị trí chi tiết rập quanh cơ thể Avatar thông qua công cụ Arrange và gán lớp (Layer).
    • Chuẩn bị rập (Prepare), định hướng chi tiết (sử dụng 3D Gizmo), gấp nẹp/cổ (Fold).
    • Thiết lập đường may liên kết (Stitch), đảo chiều mũi may (Flip), điều chỉnh hướng may (Directional Seam) và bật/tắt hiển thị đường nội vi (Show on 3D).
    • Ứng dụng công cụ tạo nhăn (Shrink) và ủi keo định hình (Force Multiplier) tại các vị trí bo tay, lá cổ, nẹp khuy, cạp quần.
    • Thiết kế và gán phụ liệu 3D (Trim): nút kim loại, khuy, đinh tán (Rivet), chỉ may đơn/đôi/zigzac, gắn logo thương hiệu. Sử dụng Photoshop tạo kênh Normal Map và tách nền texture để tái hiện độ nổi khối của phụ liệu.
  3. Phương pháp tạo hiệu ứng xử lý vải Jeans:
    • Sử dụng công cụ nội vi của VStitcher kết hợp cọ vẽ (Brush), công cụ tẩy (Eraser), đũa thần (Magic Wand) của Adobe Photoshop để vẽ các lớp đồ họa wash bẩn, râu mèo (Whiskering), mài mòn bạc màu.
    • Thực hiện hiệu ứng rách gối (Distressed): vẽ đường biên rách bằng công cụ Pen, chuyển đổi đường nội vi (Convert Internal Line), thực hiện lệnh khoét bỏ vải (Remove Fabric) và tái tạo kết cấu sợi tưa rơi tự nhiên.
    • Tạo hiệu ứng nhăn mép may (Puckering) ở bo tay, cầu vai và đường sườn.
  4. Kết xuất và hoạt ảnh:
    • Thực hiện kết xuất hình ảnh chất lượng cao (Render) trực tiếp trên VStitcher và liên kết nền tảng Lalaland với các thiết lập góc chụp, ánh sáng và tư thế (Pose).
    • Ghi nhận chuyển động Catwalk (Animation) cho Avatar khi mặc sản phẩm 3D, phối hợp nền tảng Mixamo để kiểm tra độ rơi rủ và độ co giãn của vải khi người mẫu cử động.
  5. So sánh và đánh giá đối chứng: Đánh giá chi tiết phom dáng, độ ôm, nếp nhăn tĩnh/động và mức độ tương đồng của các hiệu ứng wash/mài giữa mẫu mô phỏng 3D với 3 sản phẩm mẫu may thực tế.

Chương 4: Kết luận và đề nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả nghiên cứu thực nghiệm, nêu bật các quy trình kỹ thuật đã được chuẩn hóa và chỉ ra các kiến nghị nghiên cứu phát triển tiếp theo cho ngành công nghệ may.

Chương 5: Tài liệu tham khảo

Liệt kê các đầu sách chuyên ngành, tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của hãng Browzwear, các bài báo khoa học và website chuyên ngành dệt may.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể:

  • Chuẩn hóa quy trình kỹ thuật 2D – 3D: Xây dựng thành công quy trình khép kín từ thiết kế rập 2D trực tiếp trên VStitcher, gán thông số cơ lý vải Denim, may ráp ảo, ủi keo định hình (Force Multiplier), đến kiểm tra độ vừa vặn (Pressure Map) cho 3 chủng loại sản phẩm: áo khoác Jeans, quần Jeans nữ và đầm Jeans.
  • Tái hiện hệ thống hiệu ứng Jeans phức tạp: Phối hợp xử lý giữa VStitcher và Adobe Photoshop để mô phỏng thành công các hiệu ứng hoàn tất bề mặt Denim đặc trưng gồm: wash bạc màu, wash bẩn, râu mèo (Whiskering), cào rách gối (Distressed với lệnh Remove Fabric), nhăn co rút đường may (Puckering), cùng hệ thống đinh tán kim loại (Rivet) và phụ liệu nút khuy nổi khối qua kênh Normal Map.
  • Kết xuất trực quan và chuyển động 3D: Hoàn thiện bộ hình ảnh render đa góc độ (phối hợp VStitcher và nền tảng Lalaland) cùng các đoạn video hoạt ảnh catwalk (Animation kết hợp Mixamo) mô tả chính xác chuyển động và độ rơi rủ của chất liệu Denim.
  • Đóng góp học thuật và thực tiễn: So với các nghiên cứu trước đây vốn chỉ dừng lại ở việc mô phỏng trang phục dệt thoi/dệt kim cơ bản, đồ án đã đi sâu giải quyết bài toán mô phỏng chất liệu dày cứng (Denim) và các hiệu ứng gia công ướt/khô (wash/mài). Đây là tài liệu thực hành có giá trị minh chứng cho khả năng thay thế mẫu vật lý ban đầu bằng mẫu ảo 3D trong quy trình phát triển sản phẩm của doanh nghiệp may xuất khẩu.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Nghiên cứu giới hạn thực nghiệm trên 3 kiểu mẫu trang phục Jeans nữ cụ thể (áo khoác, quần dài, đầm) và áp dụng trên một số kiểu Avatar mặc định (như Olivia EU-38/US-6).
  • Việc tạo dựng một số hiệu ứng cào rách sợi ngang quá phức tạp và hiệu ứng loang màu hóa chất cục bộ vẫn đòi hỏi thao tác vẽ thủ công trên phần mềm đồ họa 2D (Photoshop) trước khi nhập ngược lại VStitcher, chưa được tự động hóa hoàn toàn bằng thuật toán vật lý.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả đề xuất:

  • Mở rộng ứng dụng quy trình mô phỏng 3D trên VStitcher cho các dòng sản phẩm dệt may khác (đồ thể thao, đồ bơi, trang phục bảo hộ lao động).
  • Ứng dụng thiết bị phân tích vải chuyên dụng của Browzwear (Fabric Analyzer) để đo lường tự động và nhập chính xác các chỉ số cơ lý tính thực tế của từng lô vải Denim vào phần mềm.
  • Khai thác sâu hơn nền tảng đám mây Stylezone và các công cụ cộng tác trực tuyến nhằm đồng bộ hóa quy trình duyệt mẫu 3D từ xa giữa nhà máy sản xuất (Vendor) và khách hàng quốc tế (Buyer).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ May, Thiết kế Thời trang: Cung cấp tài liệu hướng dẫn quy trình từng bước (step-by-step) về việc dựng rập 2D, may ráp 3D, thiết lập thông số vật lý và tạo hiệu ứng giặt mài Denim trên VStitcher.
  • Chuyên viên kỹ thuật rập (Pattern Maker) và thiết kế 3D tại các doanh nghiệp may: Tham khảo quy trình tích hợp giữa VStitcher, Adobe Photoshop, Lalaland và Mixamo để tối ưu hóa giai đoạn phát triển mẫu thử (Proto sample), rút ngắn chu kỳ sản xuất và đáp ứng yêu cầu số hóa từ các thương hiệu quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án lựa chọn những mẫu sản phẩm Jeans cụ thể nào để thực hiện thiết kế và mô phỏng 3D? Đồ án thực hiện nghiên cứu, thiết kế rập 2D và mô phỏng 3D trên 3 chủng loại sản phẩm trang phục Jeans thực tế gồm: áo khoác Jeans, quần Jeans nữ và đầm/váy Jeans.

2. Phần mềm Adobe Photoshop đóng vai trò gì trong quy trình mô phỏng trang phục Jeans trên VStitcher? Adobe Photoshop được sử dụng để tách nền texture phụ liệu (nút kim loại, khuy, nhãn logo), tạo kênh bản đồ độ nổi khối (Normal Map), vẽ lớp đồ họa wash bẩn, tạo hiệu ứng râu mèo (Whiskering), xử lý các vị trí rách sợi (Distressed) và nhăn đường may (Puckering) trước khi gán trở lại vào các chi tiết rập 3D trên VStitcher.

3. Tác giả áp dụng công thức thiết kế rập 2D nào trong đồ án? Tác giả áp dụng hệ thống công thức thiết kế rập phẳng của ThS. Phùng Thị Bích Dung – tài liệu đang được giảng dạy chính thức tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

4. Những hiệu ứng xử lý bề mặt Denim nào đã được tái lập thành công trên không gian 3D? Các hiệu ứng được tái lập bao gồm: wash bạc màu cục bộ, wash bẩn, râu mèo (Whiskering), cào rách gối (Distressed Jeans thông qua lệnh Remove Fabric), tạo nhăn co rút đường may (Puckering) tại bo tay/lá cổ, đính đinh tán kim loại (Rivet), thêu trang trí và nẹp nút dập nổi.

5. Ngoài VStitcher và Photoshop, đồ án còn sử dụng những nền tảng công nghệ bổ trợ nào? Đồ án ứng dụng nền tảng Lalaland để nâng cao chất lượng kết xuất hình ảnh (Render) với các dáng mẫu (Pose) đa dạng, nền tảng Mixamo/Maximo để tạo hoạt ảnh chuyển động catwalk (Animation), và phân tích khả năng trao đổi mẫu qua nền tảng Stylezone của Browzwear.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thị Liểu và Lý Thị Kim Loan đã xây dựng thành công quy trình thiết kế rập 2D, may ráp mô phỏng 3D và tái hiện các hiệu ứng giặt mài đặc thù của trang phục Jeans bằng phần mềm VStitcher kết hợp Adobe Photoshop. Nghiên cứu chứng minh tính khả thi của công nghệ 3D trong việc tái lập phom dáng, kiểm tra độ vừa vặn và thẩm mỹ bề mặt vải Denim trên người mẫu ảo so với mẫu vật lý thực tế. Kết quả này cung cấp cơ sở kỹ thuật thực tiễn cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ May và các doanh nghiệp dệt may trong việc thúc đẩy chuyển đổi số quy trình phát triển sản phẩm thời trang.