田丙強(qiáng)， 徐增波， 胡守忠

(1. 上海工程技術(shù)大學(xué) 服裝學(xué)院，上海 201620； 2. 上海市服裝創(chuàng)意設(shè)計(jì)與數(shù)字化專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，上海 201620)

隨著服裝電子商務(wù)及O2O(Online to Offline)電商平臺(tái)的發(fā)展，網(wǎng)購(gòu)服裝已成為日常消費(fèi)一部分，但消費(fèi)者線上渠道進(jìn)行服裝選購(gòu)，無(wú)法對(duì)服裝的尺碼、款式及合體性等進(jìn)行著裝試穿體驗(yàn)，導(dǎo)致消費(fèi)者線上購(gòu)買(mǎi)服裝產(chǎn)生的退換貨問(wèn)題日趨嚴(yán)重。盡管服裝行業(yè)采用服裝型號(hào)來(lái)建立服裝版型與人體體型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是，成衣規(guī)格不等同于具體的人體尺寸。由于人體體形的多樣性和人體表面的復(fù)雜性，很難在已有成衣規(guī)格尺寸中找到“度身定做”效果的服裝[1-2]，線上渠道購(gòu)買(mǎi)服裝的人體穿著合體性評(píng)估成為服裝電子商務(wù)發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題。

服裝試穿效果合體性主要通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)來(lái)感知，服裝合體性評(píng)估關(guān)系到人體和服裝是否滿足一系列要求[3]。目前，服裝的著裝合體性評(píng)估研究方法主要分為主觀評(píng)價(jià)方法和客觀評(píng)價(jià)方法。主觀評(píng)價(jià)是通過(guò)讓被測(cè)試者穿上衣服，選擇相應(yīng)的人體部位作為服裝合體性的評(píng)級(jí)因素，通過(guò)自己的主觀感受或經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的觀察者進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)服裝合體性意見(jiàn)采用chi-square、模糊數(shù)學(xué)、層次分析等統(tǒng)計(jì)方法，得到各服裝型號(hào)對(duì)于不同體型人群的綜合合體性[4-5]。由于評(píng)價(jià)過(guò)程中不可避免存在人為因素的影響，評(píng)價(jià)結(jié)果具有不確定性?？陀^評(píng)價(jià)法主要通過(guò)三維掃描儀等設(shè)備進(jìn)行人體掃描，得到用戶的人體詳細(xì)數(shù)據(jù)，采用圖像處理、數(shù)學(xué)建模、壓力點(diǎn)檢測(cè)等客觀方法，定量分析評(píng)價(jià)服裝合體性[6-7]。雖然客觀定量評(píng)價(jià)更為可信，但需要去指定的地點(diǎn)進(jìn)行人體尺寸的三維掃描，獲取方式給消費(fèi)者帶來(lái)了不便，使用起來(lái)較為困難，且設(shè)備較昂貴[2，8]。主觀方法只考慮個(gè)人主觀感受，客觀方法只關(guān)注人體的詳細(xì)數(shù)據(jù)，兩種方法都無(wú)法兼顧人體主觀感受和客觀人體數(shù)據(jù)，存在一定局限性。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出利用CLO3D虛擬試衣技術(shù)對(duì)人體著裝合體性進(jìn)行評(píng)估，依據(jù)人體著裝與未著裝兩種狀態(tài)下的松量量化問(wèn)題研究，構(gòu)建著裝合體性評(píng)估方法，通過(guò)所研究人體參數(shù)、服裝參數(shù)及壓力值范圍來(lái)得出合理的合體性評(píng)估結(jié)果。首先，借助CLO3D虛擬試衣技術(shù)，以女式襯衫為研究對(duì)象，研究著裝狀態(tài)下，女式襯衫對(duì)人體關(guān)鍵部位的壓力點(diǎn)值，提取壓力參數(shù)，建立壓力參數(shù)與主觀合體性數(shù)學(xué)關(guān)系。其次，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立合體性評(píng)估模型，最終實(shí)現(xiàn)著裝合體性評(píng)估。

本文提出的基于CLO3D虛擬試衣技術(shù)的著裝合體性評(píng)估方法的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)用先進(jìn)的虛擬試衣技術(shù)，包括打版、面料選擇、個(gè)性化人模編輯、虛擬縫合、虛擬松量及壓力計(jì)算等過(guò)程，構(gòu)建著裝合體性客觀評(píng)估模型，操作簡(jiǎn)單，具有一定的應(yīng)用推廣性。

1 研究準(zhǔn)備

1.1 格柏制版

利用格柏服裝CAD系統(tǒng)進(jìn)行女式襯衫的樣版制作：根據(jù)設(shè)定的服裝參數(shù)，進(jìn)行女式襯衫的制版和放縫，將放縫好的衣身前片、后片、領(lǐng)底、領(lǐng)座、袖片、袖口等分別保存成dxf格式導(dǎo)出。然后利用格柏服裝CAD系統(tǒng)將設(shè)計(jì)的8件女式襯衫打版，服裝參數(shù)如表1所示。

表1 女性襯衫服裝參數(shù)表(單位：厘米)

1.2 CLO3D技術(shù)將虛擬人體與服裝擬合

采集適量著裝狀態(tài)關(guān)鍵部位壓力值，并進(jìn)行合體性主觀評(píng)估[9]，在這里將虛擬人模設(shè)置為12種體型，女性體型及部位參數(shù)如表2所示。將人模身上關(guān)鍵部位的提取點(diǎn)設(shè)置為背面的頸椎點(diǎn)、肩圍線上側(cè)面左右2點(diǎn)、手臂上肢側(cè)面左右2點(diǎn)、胸圍線上正面左右2點(diǎn)、腰圍線上正面左右2點(diǎn)，共9個(gè)點(diǎn)，包含了人體的正面、側(cè)面和背面。

表2 女性體型及部位參數(shù)表(單位：厘米)

2 CLO3D技術(shù)合體度壓力范圍

2.1 著裝壓力顯示步驟

在人體模特編輯器中，輸入設(shè)定的值，調(diào)整虛擬人模的各部位尺寸，這里以155 cm標(biāo)準(zhǔn)體型為例。

第一步，選擇在格柏服裝CAD系統(tǒng)中制作的第一件女式襯衫155/84A的樣版，將樣版中的衣身前片、后片、袖片、領(lǐng)底等分別導(dǎo)入，按基準(zhǔn)線展開(kāi)后片，前片復(fù)制、粘貼、水平旋轉(zhuǎn)，袖片復(fù)制、粘貼、水平旋轉(zhuǎn)等，得到完整的二維版片。

第二步，將制作的二維版片，根據(jù)人體投影圖將樣片的前后片、袖片、領(lǐng)片等放置在適當(dāng)位置。使用虛擬縫紉工具進(jìn)行虛擬縫合，然后執(zhí)行“同步化”命令，完整的衣片便穿在3D 模特窗口的人體上，實(shí)現(xiàn)了版片由二維到三維的轉(zhuǎn)變過(guò)程，如圖1所示。

(a) 二維服裝版片

(b) 虛擬縫合圖

(c) 三維成衣圖

第三步，完成虛擬縫合后，在進(jìn)行試穿擬合時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不平整的地方，需進(jìn)行服帖度整理，調(diào)整完之后得到較為平整的衣服。人體著裝試穿擬合前后狀態(tài)如圖2所示。

(a) 調(diào)整前

(b) 調(diào)整后

第四步，給襯衫添加面料信息，設(shè)置顏色，并將布料設(shè)置為棉布。虛擬試衣效果如圖3所示。

圖3 CLO3D虛擬試衣效果圖Fig.3 Effect map of CLO3D virtual fitting

第五步，打開(kāi)主菜單上的壓力測(cè)試工具，服裝人體著裝的舒適性用壓力分布及接觸點(diǎn)分布來(lái)呈現(xiàn)。壓力分布可反映人體著裝時(shí)服裝的受力程度，用顏色表示，紅色面積越大表明面料拉伸強(qiáng)度越強(qiáng)，服裝壓迫感越強(qiáng)。調(diào)試服裝的松量后顯示紅色面積變小，綠色面積變大，代表面料拉伸度變?nèi)?，服裝壓迫感變?nèi)酰O(shè)計(jì)的服裝接觸點(diǎn)分布范圍小且平均分布，反映了該服裝不會(huì)對(duì)人體造成束縛感。(注：紅色對(duì)應(yīng)圖像中灰度較亮區(qū)域、綠色對(duì)應(yīng)圖像中亮度較暗區(qū)域，下同)。

在第一次試驗(yàn)中，選擇155/84A的襯衫樣版適用于人體體型為155 cm標(biāo)準(zhǔn)體型。依據(jù)該合身體型，從人體著裝不同角度各部位壓力圖(如圖4所示)中可以看出，在胸圍、肩膀和頸椎部分的面積顏色呈現(xiàn)淺紅，其余部分呈現(xiàn)綠色，表明該服裝在人體穿著中的視覺(jué)效果及著裝方面非常合體。

(a) 正面

(b) 背面

(c) 側(cè)面

Fig.4Differentpartsofthepressureofwearingclothes

2.2 關(guān)鍵部位壓力參數(shù)提取

在得到人體著裝壓力分布圖后，要進(jìn)行關(guān)鍵部位的壓力參數(shù)提取。將需要提取壓力值的部位定位為肩圍線上正面左右2點(diǎn)、側(cè)面2點(diǎn)、背面左右2點(diǎn)；胸圍線上正面左右2點(diǎn)、側(cè)面2點(diǎn)、背面左右2點(diǎn)；腰圍線上正面左右2點(diǎn)、側(cè)面2點(diǎn)、背面左右2點(diǎn)；腹圍線上正面左右2點(diǎn)、側(cè)面2點(diǎn)、背面左右2點(diǎn)；背面的頸椎點(diǎn)以及左右2點(diǎn)；手臂上肢正面左右2點(diǎn)、側(cè)面兩點(diǎn)、背面左右2點(diǎn)。

當(dāng)確定了要提取壓力參數(shù)的部位后，開(kāi)始對(duì)每一個(gè)部位進(jìn)行壓力提取，壓力參數(shù)如表3所示。

表3 壓力參數(shù)表(單位：cN/cm2)

155 cm標(biāo)準(zhǔn)體型下的壓力參數(shù)提取完之后，保持襯衫版片不變，依據(jù)12種人體體型改變尺寸，讓該襯衫分別與剩下的體型進(jìn)行虛擬試衣，并提取每種體型下的壓力參數(shù)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣得到女式襯衫版型為155/84A下的12組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

為了更好地評(píng)價(jià)襯衫的合體性，將合體等級(jí)分為5個(gè)等級(jí)，并分別給出評(píng)分，其中，合體為5分，較為合體為4分，一般合體為3分，較為不合體為2分，不合體為1分。在每個(gè)等級(jí)后給出女式襯衫各部位壓力值范圍，如表4～8所示。

表4 合體的女式襯衫各部位壓力值范圍表(單位：cN/cm2)Table 4 The range of different parts of women’s shirts pressure for fit(unit： cN/cm2)

表5 較為合體女式襯衫各部位壓力值范圍表(單位：cN/cm2)Table 5 The range of different parts of women’s shirts pressure for not very fit(unit： cN/cm2)

表6 一般合體女式襯衫各部位壓力值范圍表(單位：cN/cm2)Table 6 The range of different parts of women’s shirts pressure for general fit(unit： cN/cm2)

表7 較為不合體女式襯衫各部位壓力值范圍表(單位：cN/cm2)

表8 不合體女式襯衫各部位壓力值范圍表(單位：cN/cm2)

3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立

3.1 模型建立過(guò)程

本文采用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，其輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為9，對(duì)應(yīng)表4～8中9個(gè)壓力分布值，中間層節(jié)點(diǎn)數(shù)為10，輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1，對(duì)應(yīng)表4～8中5分制合體評(píng)估值。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本數(shù)為96，涵蓋各組壓力測(cè)試分布，其輸出為主觀合體性評(píng)估值。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差直方圖(如圖5所示)中可以看出，訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)誤差的大小主要集中在-0.358 4～0.390 3，說(shuō)明試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異性不大。

圖5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差直方圖Fig.5 Training error histogram of neural network

線性回歸分析結(jié)果如圖6所示。由圖6可知，訓(xùn)練樣本的輸出結(jié)果與目標(biāo)值間線性擬合方程為y=0.95x+0.17，相關(guān)系數(shù)R=0.99。

當(dāng)R>0.80時(shí)，說(shuō)明此函數(shù)中的兩個(gè)變量之間存在相關(guān)關(guān)系，并且相關(guān)度較高。

(a) 訓(xùn)練樣本

(b) 驗(yàn)證樣本

(c) 測(cè)試樣本

(d) 總體樣本

3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

為驗(yàn)證該模型合體性評(píng)估是否合理，試驗(yàn)過(guò)程中選擇2名身高170 cm左右的女性樣本，其中一名體型適中，另一名體型偏胖，分別試穿2件襯衫，該2件襯衫型號(hào)分別為165/90A、 170/94A。利用壓力試驗(yàn)儀器測(cè)量2件襯衫對(duì)170 cm體型適中的女性樣本的關(guān)鍵部位壓力，選擇的身體部位和上述試驗(yàn)的部位一致，所得數(shù)據(jù)為身高170 cm體型適中的女性樣本身穿165/90A、 170/94A型號(hào)的女式襯衫(見(jiàn)表9)。

輸入x1=

[38.43 48.84 47.34 15.30 15.88

85.34 84.22 34.34 35.94 32.02

41.03 40.18 10.32 10.15 68.94

68.12 28.15 29.43]

得到y(tǒng)1=[3 5]

該方法可判斷出該女性試穿165/90A的衣服為一般合體，穿170/94A的衣服為合體，表明該方法可較好地評(píng)判服裝試穿效果，判斷服裝是否合體。

表9 170 cm體型適中的女性的關(guān)鍵部位壓力

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于CLO3D虛擬試衣技術(shù)的著裝合體性客觀評(píng)估，將女式襯衫對(duì)人體關(guān)鍵部位壓力值與服裝合體性評(píng)估相結(jié)合，對(duì)各部位的壓力值范圍歸納總結(jié)，得出著裝合體、較為合體、一般、較為不合體、不合體5個(gè)服裝合體性等級(jí)。但是只通過(guò)壓力值來(lái)評(píng)估女式襯衫的合體性不免有些繁瑣，后續(xù)研究中可以通過(guò)女式襯衫對(duì)人體關(guān)鍵部位壓力值與服裝合體性評(píng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)研究服裝參數(shù)與人體體型參數(shù)與合體性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直接給出服裝型號(hào)對(duì)個(gè)性體型的合體度。同時(shí)后續(xù)研究還可以考慮從服裝型號(hào)參數(shù)與人體體型參數(shù)入手，增強(qiáng)該研究設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及實(shí)用性，即通過(guò)大量的試驗(yàn)，測(cè)得服裝對(duì)人體關(guān)鍵部位的壓力數(shù)據(jù)，建立服裝型號(hào)參數(shù)和人體體型參數(shù)，將兩者結(jié)合來(lái)評(píng)估服裝的合體性。