蘇軍強(qiáng)， 李蔚， 萬里， 王宏付

(1.江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 無錫 214122；2.常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 服裝系，江蘇 常州 213164)

褲裝給定松量分布規(guī)律及其在個(gè)體化樣板中的應(yīng)用

蘇軍強(qiáng)1，2， 李蔚2， 萬里2， 王宏付1

(1.江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，江蘇 無錫 214122；2.常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 服裝系，江蘇 常州 213164)

采用三維人體掃描儀獲得凈體、著裝人體的體表數(shù)據(jù)，提取不同特征部位的服裝-人體截面環(huán)處距離松量的數(shù)值，SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)性數(shù)據(jù)分析，建立給定松量-距離松量模型，通過距離松量和樣板增量之間的關(guān)系，建立距離松量-樣板增量模型，聯(lián)合應(yīng)用2個(gè)模型，可以快速將給定松量轉(zhuǎn)變成基礎(chǔ)樣板特征部位的增量。

3D掃描；服裝定制；松量分布；服裝樣板

服裝松量是指服裝在人體凈體尺寸的基礎(chǔ)上，為保證人體靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的舒適度和服裝外觀造型而加入的寬裕量。在服裝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造領(lǐng)域，松量常常表現(xiàn)為一個(gè)給定值，指人體與服裝相關(guān)部位的兩個(gè)圍度、兩個(gè)長度或者兩個(gè)寬度之間的差值[1]。在服裝與人體工學(xué)研究領(lǐng)域，松量常被理解為人體與服裝之間的間隙量，通常是一個(gè)局部差量的反映，是指人體的凈體曲面與服裝內(nèi)表面間形成的空間直線距離。

三維人體掃描儀的應(yīng)用，促進(jìn)了服裝松量及其空間分布規(guī)律的研究。劉正等[2]分析了國內(nèi)外針對(duì)著裝間隙量空間分布狀態(tài)的研究成果，從測量分析、模擬分析和三維服裝CAD應(yīng)用方面綜述了間隙量的理論研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，指出間隙量領(lǐng)域研究的難點(diǎn)和未來發(fā)展方向。拉克爾·蘇珊娜等[3- 4]認(rèn)為虛擬試穿和合體定制將是三維在線試穿領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢，而二者技術(shù)的關(guān)鍵是間隙量的合理配置和可視化模擬。派特瓦·安蒂亞娜等[5]利用三維人體掃描儀，研究服裝合體性及其與服裝版型之間的關(guān)系，采用不同體型的女性模特、分別穿著不同尺碼的褲子進(jìn)行掃描，分別獲得著裝和凈體的腰臀股周長、切面面積和體積及其差異比值。該實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)于服裝版型改善和號(hào)型系列配置優(yōu)化具有指導(dǎo)意義。王朝暉等[6-7]利用極坐標(biāo)和定積分計(jì)算人體和服裝截面的曲線弧長，采用3次樣條函數(shù)擬合人體及服裝截面曲線，從而建立間隙量與放松量之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)平面樣板的優(yōu)化設(shè)計(jì)。周燕芬等[8]采用三維人體掃描儀，獲得了穿著西裝前后的人體與服裝特征截面的投影疊加圖及正面、側(cè)面投影疊加圖，在測得的人體與服裝間距的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出不同放松量下服裝支撐點(diǎn)的差異以及人體體型信息。徐繼紅等[9]采用三維人體掃描儀對(duì)同一款式不同放松量的外套進(jìn)行掃描，從三維角度研究特征截面不同松量和不同力學(xué)性能制作的服裝在分割線處的角度分布規(guī)律，揭示分割線分布與服裝松量以及面料力學(xué)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。

服裝松量在衣下空間的分布規(guī)律及其在服裝個(gè)體化定制方面的應(yīng)用，是功能性服裝、服裝定制研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。文中研究了給定松量在人體特征部位的分布規(guī)律以及該規(guī)律與個(gè)體化服裝樣板之間的聯(lián)系，希望為服裝定制樣板的快速生成提供可行的方法。

1 給定松量空間分布狀態(tài)實(shí)驗(yàn)

選擇一名體型接近標(biāo)準(zhǔn)人臺(tái)尺寸的女大學(xué)生作為人體模型，特征部位尺寸為：胸圍84.5 cm，腰圍66 cm，臀圍90 cm。實(shí)驗(yàn)樣衣的款式是西褲[10-12](見圖1)，按照文獻(xiàn)[13]標(biāo)準(zhǔn)西褲的制圖方法完成，預(yù)設(shè)的松量涵蓋了實(shí)用褲裝中可能加放的松量范圍。褲裝加放的松量及部位規(guī)格尺寸如表1所示，共計(jì)4條褲子，其中適體松量范圍內(nèi)制作了2條褲子。

對(duì)模特凈體和穿著褲裝后分別進(jìn)行掃描，疊加相應(yīng)數(shù)據(jù)獲得人體各個(gè)特征截面部位的服裝與人體截面環(huán)，如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)中需要測量腰圍、腹圍、臀圍、大腿根和膝圍處的服裝-人體截面環(huán)。距離松量是指在人體某一特征位置處服裝內(nèi)表面與皮膚間的距離[9]。臀圍距離松量的測量方法如圖3所示。

圖3中臀圍距離松量的測量步驟：① 以人體寬度方向的體側(cè)線(x軸)和前后方向中心線(y軸)的交點(diǎn)Z(0，0)確定測量坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)；② 將人體左側(cè)(或右側(cè))寬度3等分，得到等分點(diǎn)Z1，Z2，將體側(cè)點(diǎn)(Q4)與Z2之間的距離2等分，得到分點(diǎn)Z3，③ 過Z1，Z2，Z3做x軸的垂線，各垂線與人體腹部輪廓線的交點(diǎn)依次命名為Q0～Q4，與人體臀部輪廓線的交點(diǎn)依次命名為H0～H3，與各褲裝前部輪廓線的交點(diǎn)依次命名為Q1n～Q4n(n=1～4，第1位腳碼表示交點(diǎn)的位置，第2位腳碼表示褲裝的編號(hào)，下同)，與各褲裝后部輪廓線的交點(diǎn)依次命名為H1n～H3n(n=1～4)。左右兩側(cè)分別測量，取平均值為該點(diǎn)的距離松量。大腿根圍處距離松量的測量方法參如圖4所示，其他部位的測量方法與此類似。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 給定松量-距離松量模型

為明確距離松量與給定松量值之間的關(guān)系，采用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以2#褲裝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析為例，進(jìn)行相關(guān)性分析并確定顯著相關(guān)后，進(jìn)行回歸分析。經(jīng)觀察數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖呈現(xiàn)一元線性關(guān)系，因此以給定松量x為自變量，距離松量y為因變量，進(jìn)行一元線性回歸分析，臀圍處的結(jié)果如表2所示，大腿根圍處的結(jié)果如表3所示。其他部位的分析方法相同，略。

表3 2#褲裝大腿根圍給定松量-距離松量模型Tab.3 Ease Allowance-Distance Ease model at thigh for 2#

2.2 距離松量-樣板增量模型

服裝-人體截面的曲線，實(shí)際狀態(tài)多呈現(xiàn)為復(fù)雜的曲折波浪形式。為降低問題的難度，先將截面曲線進(jìn)行光滑處理，再將服裝與人體之間的關(guān)系以兩個(gè)同心圓進(jìn)行理想化表示(見圖5)，從而具有幾何關(guān)系：

ΔH=HK-HS=JL·β

式中：JL為服裝與人體間的距離松量；ΔH為服裝表面弧長(HK)與人體表面弧長 (HS)的差值；β為兩測量點(diǎn)間的夾角，測量方法以臀圍為例，具體如圖6所示。

利用給定松量-距離松量和距離松量-樣板增量模型可以計(jì)算出各個(gè)部位所對(duì)應(yīng)的樣板增量，從而快速實(shí)現(xiàn)由給定松量到樣板增量的目的。以2#褲裝為例，將給定松量x=6cm分別代入表2和表3中的回歸公式，即可獲得距離松量y；再將距離松量和所測角度代入距離松量-樣板增量模型，即可獲得在每個(gè)中間點(diǎn)部位的樣板增量的數(shù)值ΔH，臀圍和大腿根圍的結(jié)果如表4和表5所示。其他部位略。

表4 x=6 cm時(shí)臀圍各部位樣板增量

表5 x=6 cm時(shí)大腿根圍各部位樣板增量

2.3 結(jié)果驗(yàn)證

為檢驗(yàn)該方法的準(zhǔn)確性，將獲得的擬合點(diǎn)連成光滑曲線，與該部位的掃描線進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)擬合精度。臀圍處的擬合結(jié)果如表6所示。

3 在個(gè)體化服裝樣板中的應(yīng)用

首先，采用文獻(xiàn)[13]的方法繪制實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｌ氐难澭b原型樣板，其制圖數(shù)據(jù)為褲長98 cm、腰圍68 cm、臀圍90 cm、腳口20 cm，該樣板在腰圍位置有2 cm的松量，在臀圍位置沒有加放松量。采用這種制圖方式是為了盡可能保留人體的個(gè)體化特征。

以2#褲裝為例，在臀圍處給予6 cm的設(shè)計(jì)松量，則可由給定松量-距離松量模型計(jì)算出距離松量；再由距離松量-樣板增量模型傳導(dǎo)，計(jì)算獲得臀圍和大腿根圍處的樣板增量。以圖3中中心為基礎(chǔ)，將各點(diǎn)的樣板增量加至褲裝原型樣板內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)臀圍處松量，具體過程如圖7所示。需要說明的是，在樣板增量加入過程中，需要考慮樣板的平衡，在前后片總的增量范圍內(nèi)，可以相互借用一些數(shù)值。最后只需連接并調(diào)整這些位置即可獲得個(gè)體化的褲裝成衣樣板。

表6 擬合精確度

通過分析實(shí)驗(yàn)褲裝的距離松量的空間分布規(guī)律，獲得各個(gè)特征部位的計(jì)算公式，在給定任意合理松量的情況下，即可計(jì)算出：①特征部位處離開身體表面的距離；②褲裝樣板上該部位的增量。就實(shí)驗(yàn)獲得的褲裝樣板而言，本方法獲得的樣板與標(biāo)準(zhǔn)西褲樣板基本相同，存在的差異包括：① 在臀圍處，尺寸為95 cm，標(biāo)準(zhǔn)西褲的計(jì)算值為96 cm，誤差率1.05%；② 在前襠線部位， 曲線略微向外凸起，這與人體小腹部微隆的狀態(tài)相符；③ 在側(cè)縫處，獲得的樣板具有外凸的趨勢，這體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｌ氐膶捚酵?、臀圍較低的體型特征。

4 結(jié)語

采用三維人體掃描技術(shù)和數(shù)據(jù)分析，建立了給定松量-距離松量和距離松量-樣板增量模型，在個(gè)體化人體基礎(chǔ)樣板上，聯(lián)合使用這兩個(gè)模型可以實(shí)現(xiàn)給定松量到樣板增量的快速轉(zhuǎn)變，這將為三維人體掃描到個(gè)體化服裝樣板的快速生成以及三維空間的服裝造型設(shè)計(jì)提供有益的思路。

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(責(zé)任編輯：張雪，邢寶妹)

Distribution of Ease Allowance of Pants and It's Application in Individualized Pattern Making

SU Junqiang1，2, LI Wei2, WAN Li2, WANG Hongfu1

(School of Textile and Clothing,Jiangnan University,Wuxi,214122,China；2.Garment Departmant,Changzhou Textile Garment Institute,Changzhou 213164,China)

A method was provided to describe the distribution of ease allowance of pants on different characteristic positions of body. Firstly, clothed and unclothed bodies were 3D scanned to obtain the data related to loops of cloth/ body surface at the characteristic positions. Secondly, ease allowance and distance ease model was built according to the data analysis via SPSS software. Distance ease and increment of pattern model was obtained based on the relationship between these two factors. Finally, a case was demonstrated for the application of the models to develop a set of individualized pant pattens.

3D scanning,MTM apparel,distribution of ease allowance,clothing pattern

2016-08-18；

2016-10-08。

江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20151191)。

蘇軍強(qiáng)(1976—)，男，副教授，博士。主要研究方向?yàn)閿?shù)字化服裝與人體測量。Email：sujunqiang@126.com

TS 941.26

A

2096-1928(2016)05-0487-05