（服装设计与工程专业论文）基于上肢带特征的男装运动功能性衣袖纸样研究.pdf

a b s t r a c t t h ed e s i g no fm e n sm o t i o nf u n c t i o ns l e e v e sb a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fu p p e rl i m b p o s t g r a d u a t es t u d e n t ：l e ic u is u p e r v i s o r ：z h i - m i n gw um a j o r ：f a s h i o nd e s i g na n de n g i n e e r i n g w i t hi m p r o v e m e n to f p e o p l e sl i f e m o r er e q u i r e m e n t sa r ea s k e df o rw e a r - c o m f o r ti nd r e s s i n g ， i nw h i c h ，m o l i t i l yi sam a i nr e q u i r e m e n t h u m a nb o d yi sav e r yc o m p l i c a t e dc u r v e db o d y ；i t ss t a t i c s t a t ea n dd y n a m i cs t a t ew i l ld i r e c t l ya f f e c tt h ec l o t h e ss t r u c t u r ew h i c hp u to ni t h o w e v e r ，c l o t h i n g s t y l e sa n ds p o r t i n gf u n c t i o n a l i t yo f t e nh a v ec o n t r a d i c t i o n h e n c e ，t h es t r u c t u r ed e s i g no fs l e e v e a n da r m h o l ei sn o to n l yc o n s i d e r i n gc l o t h i n gs t y l e s ， b u ta l s ot h i n k i n ga b o u tt h es p o r t i n g f u n c t i o n a l i t yo fc l o t h e s t h ep u r p o s eo ft h i sp a p e ri st od e s i g nm e n ss l e e v ew i t hm o t i o nf u n c t i o nb a s e do ns t a t i c h u m a nb o d ya n dd y n a m i c a l l ys h a p ec h a n g e sa st h ec o r e i ta d o p t e dt h er e s e a r c hm e t h o d so f t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n de x p e r i m e n t a lp r a c t i c e ，m a j o rs t e p sa r ea sf o l l o w e d ：m e a s u r e dt h es t a t i cs i z e o fm e n sr e l e v a n tp a r t so fu p p e rb o d y , a n a l y z e dt h es t a t i cd a t a b ym a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c sa n d r e c e i v e dr e g r e s s i o ne q u a t i o no fm e a t su p p e rb o d y ；t h r o u g ht h es k i nd e f o r m a t i o ne x p e r i m e n t so f u p p e re x t r e m i t yl i m b g i r d l e ，i tr e v e a l e dt h ed a y - t o d a ym o v e m e n t so ft h eu p p e rl i m bc a u s e db y c h a n g e so f t h es k i na n ds u m m e du pt h ee x t e n d i n gm a i nl i n eo fu p p e rl i m bs k i na n dt h ea m o u n to f s k i ns t r e t c h i n g ；i nt h el i g h to fs k i nd e f o r m a t i o ne x p e r i m e n t ，i tg a i n e dm et h el o c a t i o na n dt h ec h a n g e o fs i g n i f i c a n td e f o r m a t i o no ft h es l e e v ep a r t st h r o u g ha n a l y s i sa n dc a l c u l a t i o na n dc o n t r a s t e dt h e c h a n g e so ft h es k i nw h i c hp r o v i d e da t h e o r e t i c a lb a s i sf o rp a t t e r nd e s i g no fm o t i o nf u n c t i o ns l e e v e s o nt h eb a s i so ft w of o r m e re x p e r i m e n t s ，t h ea r t i c l ed e s i g nap a t t e r no fm o t i o nf u n c t i o n s l e e v e s ，t h e nt e s t e dt h ea c c u r a c yt h r o u g ha c t u a lp r o d u c t i o na n dw e a r i n g t h r o u g has e r i e so fe x p e r i m e n t s ，t h i sp a p e rb r o u g h tf o r w a r dt h ed e s i g np r i n c i p l ea n dm e t h o d o fm e n sm o t i o nf u n c t i o n a ls l e e v e sa f t e ra n a l y s i sa n dr e s e a r c hw h i c h ，w h e t h e rf o rp r o d u c t i o no rf o r r e s e a r c h ，w i l lh a v eas t r o n gr o l ei ng u i d i n g k e y w o r d s ：t a t i cm e a s u r e m e n to f t h eh u m a nb o d y ；t h es k i nc h a n g e so f u p p e rl i m b ；m e n ss l e e v e d e s i g n ；m o t i o nf u n c t i o n l i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名：日 期： 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：导师签名： e t 期： 第一章绪论 1 1 课题研究背景 第一章绪论 现代社会，人们的生活节奏越来越快，繁忙的工作使人疲惫不堪，因而在服饰上，人们 也越来越追求随意、自如、轻便、舒适合体的服装，以不给身心带来额外的负荷。服装作为 人体的包敷物，自出现之日起，人类与服装束缚的抗争就一直存在，而且作为人体的附属物， 服装是为人体服务的，这种服务是在满足人体要求的前提下进行的，当服装与人体结合得越 紧密，这种要求就愈强烈。 服装结构设计立足于对人体的准确认识和合理把握。人体是一个非常复杂的立体结构， 并且人的坐、立、行、走产生的体形变化，又构成了更为复杂的立体状态。因此服装要包敷 人体，又要使人感觉不被束缚，就一定要研究人体和各种动作引起的体形变化，所以动、静 态人体是服装结构设计的依据心1 。西方多年来沿用的立体裁剪的结构设计方法，可以说无形 中将人体复杂的结构因素融入到结构设计中，而东方人采用的平面裁剪方法要求结构设计者 对动、静态人体的理解更高。 上肢部是人体肢体中最灵活的部分，衣袖的结构设计与人体的上体特征以及穿着的舒适 性、合体性有着密切的联系，既要满足人体肩部及手臂静态时的要求，也要适应于动态特征。 结构处理不当就会使穿着者的运动、工作受到影响。现有的衣袖纸样对运动性能的研究不够 充分，大部分纸样都只是在关键部位的围度上加以松量，没有良好的运动功能性。因此以人 的生理结构、运动机能为基础，客观地了解认识运动对衣袖结构的影响，使结构优化得更加 符合人体运动的需要显得更为必要。 1 2 本课题研究的目的与意义 1 2 1 研究目的 本课题的研究目的是在静态测量得到人体上肢带相关各项数据的基础上，以上肢带运动 时皮肤的变化规律为依据，探求着装后衣袖部位与人体上肢运动的配合状态及适应关系，对 现有袖子样板设计方法进行改进，以形成具有良好运动功能型性的袖子样板，达到与造型外 观的协调统一，并具备美的效果。 1 2 2 研究意义 在适应人体基本运动的前提下，本论文通过分析人体上肢运动和衣袖结构之间的关系， 对衣袖结构进行造型上和美观性的设计，初步形成具有运动功能性衣袖样板的设计理论，丰 富了衣袖样板设计理论，并为运动功能性衣袖样板设计提供理论依据。 江南人学硕卜学位论文 1 3 国内外研究现状 服装结构设计只研究人体的内部构造及其所引起的凹凸体型特征是远远不够的。与静态 的体型相比，人体动作和身体运动都不同程度的表现出临时的体形变化。这些因素对服装都 有直接的影响，因此，作为包覆人体的衣服必须适合人体的这种动态体型特征。 1 9 6 4 年美国学者就研究测量了身体在不同姿势下不同部位的皮肤伸长数据，这些数据经 常被引用，因为给衣服的弹性做出了必要的定量描述。日本学者在这方面研究开始得比较早， 研究得比较深入：日本的小池干枝在服装造型论用石膏法和莫尔等高线的方法定性地分 析了下肢运动所引起的皮肤变形口1 。日本人间工学会衣服部会编的新编被服与人体里用 描线法定性分析各大关节运动对皮肤变形的影响h 1 。柳尺澄子被服体型学定量分析各种 运动变化对服装的要求晦1 。日本文化女子大学被服构成研究室的被服构成学理论篇定量 分析了女子下半部分在两个动作时的皮肤变化量哺1 。日本学者中泽愈著，国内学者袁观洛译 的人体与服装一书中对衣袖的运动与美的方面进行了研究。他从服装设计的角度叙述了 上肢带和上肢解剖学概略，研究了袖子的构造和形态口1 。三吉满智子服装造型学一书中 从袖子基本立体形态入手，详细说明了构成因素和具体袖型设计之间的关系呻，。 目前国内学者也在这方面也开始了大量研究，如研究用石膏法分别对女子上体的运动变 化进行了分析，有的研究用测量法对体表运动变化进行研究，另外通过剪切法分别对上体和 下体运动与服装的关系进行分析研究。另外，国内也有很多学者从袖子样板上进行研究，主 要从袖型种类，袖山高低，袖肥大小，袖底线长短以及袖窿深浅，袖子与袖窿是否配对等方 面考虑袖子合体性和机能性的相互关系。在张文斌的服装工艺学( 结构设计分册) 一书 中重点对袖身和袖山两个部分的结构分别进行研究，并指出袖山与袖窿的配伍有形状和数量 上的配对，通过对缩缝量的分配来决定衣袖结构风格是宽松还是贴体旧1 ：德州学院服装系的 王秀芝以衣袖结构设计作为切入点，追求人体装饰美及运动舒适性两者完美统一的宗旨，阐 述了衣袖的外观造型与运动功能的关系，并提出了通过袖山与袖窿的配合来解决外观造型与 运动功能间的矛盾u 引；东华大学的姚忠妹从人体工学角度对袖山结构设计进行研究，通过建 立数学模型找到袖山立体形态与平面形态之间的关系1 ；哈尔滨学院的刘晓君就圆装袖的结 构阐述了衣袖的外观造型与运动功能性之间的矛盾，并通过袖型的结构设计和制作工艺两个 方面，提出了解决矛盾的方法u 2 l 。 目前将衣袖造型、结构与人体上肢运动结合起来的研究有一些，有研究通过建立衣袖立 体模型，总结了衣袖结构设计设计原则；有研究从结构分析和制作工艺进行理论分析，解决 美观性与运动性的矛盾，另外还有结构设计教材和书籍中也有关于衣袖设计的论述。但是总 的来讲是对静态关注的多，动态变化关注的少；定性研究多，定量分析少。总之，对袖子运 动功能性方面的研究还不够深入和充分，因此需要对具有运动功能型袖子样板进行系统的研 究和理论上的完善。 2 第一章绪论 1 4 课题研究内容和方法 1 4 1 研究内容 本文研究了上肢运动特点及基于这种运动特点的衣袖结构设计。首先对男子进行静态尺 寸测量，得到人体基本部位之间的关系；然后通过上肢皮肤变形实验，揭示了日常动作引起 的上肢皮肤变化规律，总结了上肢皮肤的主要伸展路线和皮肤伸展量，得到袖子变形显著部 位的位置和变化量的大小；最后在前面实验的基础上，制作一款既满足人体运动舒适性又满 足造型美观需要的衣袖样板，并根据样板制作样衣，采用穿着实验结合主客观评价的方法， 来验证该样板设计理论的正确性。 1 4 2 研究方法 ( 1 ) 文献分析法：主要通过查阅权威资料获得相关知识。 ( 2 ) 实验法：主要包括人体静态条件下关键部位数据测量实验：动态条件下皮肤变化实 验；主客观评价实验。 ( 3 ) 对比分析法：通过对测量结果的分析，找出差异和规律，总结出样板设计的方法。 本课题综合运用以上三种方法，通过选取男子的上身作为研究对象，对在校男大学生进 行静态尺寸测量，并对男子上身部位进行分析和探讨，这是衣袖设计的基础；再在动态下对 上肢带皮肤进行测量，得到不同动作下不同部位皮肤的运动变化量，并研究其对衣袖样板设 计的影响，动态分析是衣袖样板设计的关键；最后从运动量入手设计运动贴体上身衣袖结构， 并进行实际穿着检验。 3 江南大学硕上学位论文 第二章人体上肢带构造 服装中的上肢带由肩部及上肢组成，它的运动比较频繁，而且运动幅度比较大。上肢带 运动时体表形态( 皮肤) 发生变化，并且通过人体皮肤与服装之间的摩擦和服装与服装之间 的摩擦而引起服装的变形，使服装能最大限度地满足上肢带的运动。服装的变形不可避免地 影响服装的穿着舒适性和美感，所以如何使服装的肩部、袖子既合体又具有良好的运动性是 衣身及袖子纸样设计的关键之一n 7 1 。 2 1 人体上肢带结构形态 人体运动是以关节为支点，通过附着于骨面上骨骼肌的收缩，牵动骨骼改变位置而产生 的。因此，在运动过程中，骨起杠杆作用，关节作为运动的枢纽，而骨骼肌是运动的动力器 官。骨与骨之间除了由关节连接外，还由肌肉和韧带连接在一起。因此，韧带本身具有的限 制关节运动的特点造成各关节的活动有一定的限度。另外，人体处于各种舒适姿势时，关节 必然处在一定的舒适调节范围内。所以，有必要了解各关节的变化规律及运动特点与运动范 围。掌握关节静、动态的形状和尺寸，这对于确定服装的部位造型与运动量大小有很大的帮 助。 2 1 1 肩部构造形态 肩部骨骼主要包括锁骨、肩胛骨、肱骨头、肩关节，同时涉及到颈椎、胸锁关节。如图 2 1 所示口1 ，前面锁骨外半 侧形成的弯曲和前突的 肱骨头部，形成了大的凹 弧。这凹弧，即使有三角一一槛一突 肌，在一般的体型中也留 有凹面。后面的肩胛骨椎 骨缘( 内侧缘) 与肩胛棘 交点为中心而突出，形成 大的弧度，由于肌肉的附 着使曲面更曲。最后，延 曩膏 长前面的凹面和后面的 _ _ ； 曲面，逐步转向，在上部 对接而成的肩棱。在实际 操作过程中，经常把这条 线认为直线，即肩线。 稿重 图2 1 肩关节结构 f i g 2 1 t h es t r u c t u r eo f t h es h o u l d e r 4 膏x 蕾 庸一 囊一荚 t 第一二章上肢带构造与农袖运动功能性的关系 三角肌租困 图2 - 2 形成屑部的主要肌肉 f i g 2 - 2t h em a j o rm u s c l eo f t h es h o u l d e r 时，肩端部位是牵引、压迫集中的部位。受 压的肩端皮肤，受衣服的牵引，而向颈侧滑 动，起到了减少衣服压力的作用。从肩部皮 肤流向来看，大致有两个方向，一个是沿着 领围线的颈部方向，另一个是逐渐离开沿着 肩端的方向。无论是其中的哪一个都是垂直 于肩线s n p ( 颈侧点) 至s p ( 肩点) 。因此， 肩端应该是朝点线箭头所示的颈侧s n p 方向 收缩。所以，肩部及上肢带的主要运动方向 就是这些箭头所指的方向( 如图2 3 所示口1 ) 。 人体肩部的作用非常重要，几乎所有的 服装都是由肩部来支撑的。肩部即使处于静 态，其结构也较为复杂。而当其运动时，运 动范围又非常广，由此也可以称为自由上肢 区。因此，服装的肩部设计，不仅要满足于 静态，也要适应于动态。而且，从造型设计 如图2 2 所示，形成肩部的主要肌肉是 大面积占据背部表面的斜方肌和完全覆盖于 肩关节外侧的三角肌。斜方肌水平部分最厚， 而且从颈侧点到肩端点中间位置的腹肌厚，一 般来说，腹肌厚的厚薄直接体现性别差和个体 差。在服装设计过程中，特别是对于发达的肌 腹部，想要把肩部做得合体是不容易的。三角 肌分成前侧部( 锁骨部) 、外侧部( 肩端部) 、 后侧部( 肩胛棘部) 。前侧部包括易于运动的 皮下脂肪减少部位，形成覆盖于肱骨头的肩圆 头而向前突出。因此服装前片的肩部必须进行 肩部的复曲面化处理或者相应的其他措施。外 侧部与肩部关系最为密切，是服装肩部造型的 设计基础部位。后侧部与前面突出的形态形成 了对照，在服装方面，没有必要像前片那样的 工艺，但也必须考虑贴合人体，后片也要进行 一些考虑。 肩部周围的皮肤，以肩棱为界线，前面比 后面薄，越到前面越柔软。因此，肩部可以以 胸锁关节为支点向前移动。肩部和上肢在运动 上面 锈围线 5 后面 前面 窿 方向 图2 - 3 肩部皮肤运动方向 f i g 2 3t h em o t i o nd i r e c t i o no fs h o u l d e rs k i n 江南大学硕i ：学位论文 上来看，也不能疏忽肩部带来的美观效果。 2 1 2 上肢构造形态 上肢部又可分为上臂、肘部、前臂及手部。其中上臂由肱骨构成，并附有强健的肌肉组 织，使之形成前后径较大、左右径较小的椭圆柱体。同时，上臂通过肩关节连结于躯体的上 侧，与躯体贴和于肩端、背侧、胸侧，并与腋底连成向下内倾的椭圆形( 如图2 - 4 所示口1 ) 。 鬣叁 节誓j 量 ，扁崎墙l 胄簟关节 一，厨吩 t 磨 线 褒l _ - = 嗣外 ； 后i 图2 - 4 人体上肢结构形态 f i g 2 - 4t h es t r u c t u r eo f h u m a nu p p e rl i m b 肘关节是由肱骨下端和尺骨、桡骨上端之间的两个关节，即三个关节合成的一组复杂的 关节。前臂由尺骨和桡骨组成，前臂覆盖的肌肉使其外观呈现为前后径较小、左右径较大、 上端粗壮、下端细小的扁圆形。整个上肢自上而下逐渐由粗变细。在服装方面，必须考虑袖 子的松紧和袖口的收口方式。 组成上臂的粗壮的主要肌肉是屈侧的肱二头肌、伸侧的肱三头肌。当前臂屈曲时，肱二 头肌肌腹收缩而隆起。在衣服方面，既要有纵向的臂根围，也要有水平方向的臂根围，直接 关系着手臂的粗细。上臂部中间由三角肌附着形成体表上的凹陷处，从这一凹陷处至肘关节 之间一般设计短袖及中袖的长度。前臂的腕屈肌群和腕伸肌群形成前臂上方最大围度，另一 端为前臂最小围度，即手腕围。在上肢的运动功能设计中，基本要点是掌握上肢运动方向和 运动量这两个因素。 6 第二章上肢带构造与衣袖运动功能住的关系 2 2 人体上肢带特征对衣袖样板的影响 人体是由骨骼体、肌肉组织及皮下脂肪体组成，它们决定了人体各个部位骨骼关节特定 的运动方向和运动量，这是身体的第一特性，我们可以称之为静体位特征；由第一特性引起 了有关的关节、肌肉、筋腱的转位、膨缩、伸缩等变化，其结果就形成特定部位皮肤的变形， 称为身体的第二特性；即动体位特征。在服装设计的过程中将两种特性综合起来，就可以得 到人体各个部位的在不同运动状态下的变形方向和变化量，从而取得适应这种变化的服装形 态和服装造型结构。 2 2 1 上肢带静态特征对衣袖样板的影响 前 图2 5 人体上肢立体形态 f i g 2 - 5t h es o l i ds t r u c t u r eo fh u m a nu p p e rl i m b 2 2 2 上肢带动态特征对衣袖样板的影响 人体上肢的形态不是笔直的，由于 骨骼及关节的原因，在上臂与前臂连接 处的肘关节上有点弯曲，而且带曲势而 下垂。这些曲势在正面和侧面可看到。 其中，上肢的侧面是主体面，这个方向 的曲势与袖子的形状和纸样有着很大 饲方向 关系。侧面的上肢，有肘部向前伸展状 态和向后增加曲势而下垂的状态。可以 从图2 5 中看出上肢的立体形态口1 。而 在结构处理上，考虑到手臂的前倾，袖 身欲做成符合上肢形态，必须前倾。在 实际设计过程中一般应用肘省使得后 部的内侧线开裂，形成一定的弯曲度以 适应手臂形状，并达到外造型美观的要 求。 服装结构中宽松度和运动量的设计，主要是依据人体运动状态下身体各部位的变化尺度。 正确了解人体运动的尺度是服装实用功能与审美功能结合的成功设计的需要。上肢是肢体中 最灵活的部位，上肢的上臂、前臂和手，通过肩、肘、腕等关节与躯干相互连接，可进行多 种运动并造成多种形态。上肢运动主要包括肩关节、肘关节、腕关节三大支点的运动，每个 支点都具有一定的活动范围u 引。 ( 一) 肩关节 肩关节是上肢运动中最重要的一个支点。肩关节是肱骨头与肩胛骨关节窝相连接的多轴 性球关节，在身体运动中可动范围最大。如图2 - 6 所示，如果从自然下垂的静态为起始位置， 7 垩塑盔兰堡：竺堂竺丝奎 那么，无论从前方或从侧面均可举到头顶，构成1 8 0 。的活动域；手臂后摆可达到5 0 。左右， 极限为9 0 。：向前水平伸直为起点，向后摆动可达1 2 0 。，向内收可达5 0 。因此，肩关节 使得上肢可以在前后左右各个方向进行摆动及旋转运动，直接决定着人体上肢的活动范围。 由于肩关节的特点，上肢主要是向前运动，因此需要更多地增加后背及后袖的运动量。同时要 使服装肩部完全适应人体肩部的运动，使肩部运动自如是十分困难的，通常可使服装肩部肩 线倾斜角度比人体肩部的倾斜角度小些以增加服装肩部的运动适应性，但这种调整是有限 的，如果两者的倾斜角度相差过大，服装的重量和动作的负荷会加在颈部而引起穿着不适， 同时也会影响服装肩部造型的平服性。 3 0 图2 - 6 人体上肢活动范围 f i g 2 - 6t h em o t i o nr a n g eo f h u m a nu p p e rl i m b ( 二) 肘关节 组成袖子结构的肘部( 肘关节) ，是上 肢运动的又一支点，它使上臂与前臂之间 可以自由屈伸，前臂还可以自由转动，肘 关节只能前屈，不能后屈，前屈范围可达 1 5 0 0 ，所以形成在垂臂时向f ； 微弯的静态特 征。但由于肘关节特定的运动方向，使得 手臂只能前屈，而不能后弯，具有一定的 方向性。上肢具有的这种方向性又是决定 袖型的主要因素。 ( 三) 腕关节 腕关节的作用是一个支点，它可使腕 部灵活地活动，并带动手部进行3 6 0 0 的旋转 运动，但手部前屈的幅度大于后摆的幅度。 由于本文主要是对衣袖结构进行研究，所 以对腕关节的活动不做进一步讨论。 由于人体的上肢通过以上三个支点在较大的自由度内进行运动，即其运动幅度相当大， 而且上肢的运动不仅仅是手臂的运动，而是随着手臂的运动引起肩部、胸部、背部、腋下等 部位的骨骼、肌肉、皮肤的变化，进而引起整个上体的变化。因此，可以说人体上体的运动 主要就是指上肢的运动。因为颈部的运动比起上肢的运动来说相对小得多。而在服装样板设 计和制作当中，除了要注意上肢的静态形态以外，更要了解上肢的运动形态特征，使得所设 计制作的服装不仅满足造型需要，还要适应人体上肢活动的规律。 第三章匕体静态人体尺寸数据采集与分析 第三章上体静态人体尺寸数据采集与分析 要使服装结构符合人体，就必须以人体体型为基础，人体测量是正确把握人体体型特征 的必要手段。通过人体测量得到大量人体数据，然后通过分析研究，找出各种比例关系及影 响人体形态的主要结构特征。 3 1 静态人体尺寸样本采集 3 1 1 测量样本数与标准 人体测量工作是研究人体体型的基础。在人体尺寸抽样调查中，样本量的正确确定起着 重要的作用，样本容量根据样本容量与精度的关系确定。人体测量标准的原则之一是使尽可 能多的人被规定的置信度所覆盖，而且对重要尺寸指标的误差落在允许的限度之内。通常工 业生产和科学研究中采取至少9 5 的置信度水平n 钉啪2 。 正态分布是一个极其重要的分布，客观世界中许多随机现象是服从正态分布的。根据数 理统计的理论，当抽样是简单随机抽样，样本量较大时随机变量近似遵从正态分布。对于不 是遵从正态分布的随机变量，如果n 相当大，随机变量就和标准正态分布随机变量差异很小。 从历史资料获得可能采取的主要部位以及容许最大绝对误差和标准差数据如表3 1 乜副： 表3 - 1 最大允许误差和标准差 t a b 3 1t h em a x i m u ma l l o w a b l ee r r o ra n dt h es t a n d a r dd e v i a t i o n 从表3 1 可知腰围的精度相对要求较高，因而我们主要考虑腰围，若对于腰围的精度能 够满足要求，则其它指标的精度也能得到满足。 根据数理统计理论，当样本为正态或近似正态分布时，可根据以下近似公式估算最低限 度的样本量，即n = ( 1 9 6 x s a ) 2 ，其中：为样本量，1 9 6 为0 0 5 水平的概率，j 为标准差， 万为允许误差。计算得到保证允许误差的样本数为1 7 2 人。样本为华东地区籍贯，群体随机 抽样。考虑到会产生无效样本，同时，为了既能有效地反映情况，保证推断结果的质量，又 不会增加抽样的负担，造成人力物力的浪费，最终确定采集1 9 5 人。 9 江南大学硕上学位论文 3 1 2 测量项目及方法 人体测量随研究内容、行业所需有不同的侧重点，分为静态测量和动态测量。静态测量 指被测对象在固定标准化姿势下进行的测量；而动态测量是指被测对象身体各部位在运动状 态下的测量。在体型特征分析与服装设计中所需人体尺寸主要有人体高度、围度、宽度、厚 度、长度以及角度等项目。本研究在选定测量项目时，按照国家标准g b 5 7 0 3 8 5 人体测 量法和国际标准i s o3 6 3 5 ( ( s i z ed e s i g n a t i o no fc l o t h e s d e f i n i t i o n sa n db o d ym e a s u r e m e n t p r o c e d u r e ) ) ( 服装尺寸名称定义和人体测量程序) ，同时根据服装衣袖样板设计的需要，通过 直接测量法获得了与衣袖制图关系密切的胸宽、背宽、总肩宽、全臂长、上臂长、上臂围等 6 个部位，再加上身高和胸围，总共8 个部位的数据。 3 1 3 测量误差的来源和减少方法 误差主要来源于主观和客观两方面。由于本次实验采取皮尺进行测量，因此客观方面误 差主要是测量工具的精确度误差；主观方面主要源于被测者的姿势、心态以及测量人员的测 量习惯等。数据处理过程中的误差主要来源于记录人员的漏记、误记，数据录入电脑时的错 录，以及数据处理时的数据归整等。为最大限度的减少误差，本研究在采集人体数据时注意 各个环节按照准确的试验方法要求进行正确控制和操作。 3 2 测量数据处理 3 2 1 数据预处理 准确真实的人体测量数据是进行人体数据分析的基础，也是服装号型标准制定的依据， 为此在人体尺寸数据正式运算分析前需要对数据进行必要的预处理。其工作主要包括尺寸数 据文件的建立与编辑及人体尺寸异常数据的处理两个步骤： 一、人体尺寸数据文件的建立与编辑； 二、人体尺寸异常数据的检出与处理； 在大规模的人体调查中，测量、记录、录入人体尺寸数据的各个环节都难免会发生错误， 因此数据处理前必须检查和处理异常数据。本研究项目按以下的方法审查了全部数据，对其 中的异常数据进行了稳妥的科学处理。( 处理后的数据经检验达到了数据使用的要求。) ( 一) 计算各测量项目的均值及标准差，将数据标准化； ( 二) 据士3o 原则筛选出异常数据( 假定其为错误异常数据) ，即标准化数据中以士3 o 为依据进行筛选( o 指标准差，见式3 1 ) ； 三、查找不合理的异常数据错误根源，翻看原始记录，如属录入错误则进行修改，如属 有可能的特体则保留，如属无法修正的错误则仅就该项目剔除； 四、再次重复步骤二和步骤三，直至修改完所有错误； 1 0 第三章上体静态人体尺寸数据采集与分析 五、最终所保留下来的数据如有偏差较大的特体则删除该样本的所有数据。 3 2 2 样本频数分析和正态性检验 数据经过预处理后，先对这些体测数据进行正态性检验，也即确认样本量是否达到要作 分析的要求。一旦数据不出现正态分布，就应该增加样本数。本研究采用p p 正态概率图法 检验样本正态性。 图3 - 1 身高p - p 正态概率图 f i g 3 - 1t h ep - pn o r m a lp r o b a b i l i t y f i g u r co f h e i g h t p p 正态概率图是检验概率正态分布的统计 图形，它是根据变量分布累积比和正态分布累积 比生成的图形。如果是j 下态分布，被检验数据基 本上成一条直线。对样本的身高检验，其p p 正 态概率图如图3 1 所示。从图观察，这些变量的观 察值在正态分布图中( n o r m a lp l o t ) 成对角线分 布，因此属于正态分布。 本文人体测量样本经正态性检验，各项目均符 合正态分布，此处不赘述。其他部位p p 概率图 见附录a 。 s p s s 进行统计分析时，可以通过频数分布 图对各个变量的数据特征和管测量的分布有一个 概括的认识( 具体各部位频数分析图见附录b ) ， 通过频数分析图我们也可以看出，测量的人体各部位都符合正态分布，这与p p 概率图反映 的结果相符。 3 3 测量数据分析 3 3 1 求均值、标准差、标准误 标准差也称均方差，各数据偏离平均数的距离( 离均差) 的平均数，它是离差平方和平 均后的方根，用o 表示。标准差能反映一个数据集的离散程度。如式3 1 所示： s ：= 标准误，即样本均数的标准差，是描述均数抽样分布地离散程度及衡量均数抽样误差大 小的尺度。标准误的大小，反映了抽样误差的大小。其具体数据见表3 2 ，从表格数据中，可 看到围度方面中胸围的标准误较大，长度方面则是身高，全臂长，上臂长和总肩宽的标准误 较大。这几个项目尺寸恰好是袖子款式、样板设计重要的参考数据，也是服装结构设计、制 江南大学硕上学位论文 作的关键数据舱砌堙4 i 。 表3 - 2 华东地区男子体型测量数据计算结果表 t a b 3 2m e n sb o d ym e a s u r e m e n td a t at a b l eo fe a s tc h i n a 3 3 2 相关性分析 相关分析是一种常用的研究变量之间密切程度的统计方法。线性相关分析研究两个变量 间线性关系的程度。相关系数，是描述两变量工与y 之间线性相关程度的定量指标。相关系数 ，其值在( 1 ，1 ) 范围内。当数值愈接近1 或+ l 时，说明关系愈紧密，接近于0 时，说明关 系不紧密。相关系数的计算有不同的方法。由于本实验的各测量指标可以看作是连续变量， 所以采用积矩相关系数法，即直接根据观测值计算皮尔逊( p e a r s o n ) 相关系数，如式3 2 所 示： r l y = 窆( xj ；) ( 旷歹) f = l 式3 2 中，x 、y 分别是变量x 、y 的均值，船、少分别是变量z 、y 的第i 个观测量， 对于相关系数根据经验经常做如下处理：脚= o ，x 和y 无关；l 脚l = o o 2 ，x 与y 基本无 关；i 脚l = o 2 o 5 ，x 与y 稍有关系；i 脚i = o 5 - 0 7 ，工与y 有关系；l 协i o 7 ，x 与y 有 密切关系；当厂= 1 时，工与y 完全相关，故o 堇，2 兰1 是一个能全面反映工和y 之间关系密切 程度的指标。 相关性分析的目的是找出基本控制变量，将人体的一些细部变量由基本控制变量来代替， 这可以解决测量指标多，体型信息重复所造成的麻烦，为了在这两类变量中选择有代表性的 尺寸，则有必要考察各变量之间的相关系数。相关分析方法中采用s p s s 中的c o r r e l a t e 功能 来进行，可以得到各变量间相关系数和相关的显著性水平。 通过相关性分析的目的是为了考察各个人体测量指标的相关性的密切程度，找到其中的 控制变量，然后将其他变量用控制变量表达出来。从表3 3 可以看出：( 1 ) 它们之间假设相 关系数为0 的概率成立的概率都为0 ，说明了它们之间相关性显著。( 2 ) 胸围，上臂围等围 度尺寸和身高等长度尺寸间相关性不是很明显，这个也与实际情况相符合。 1 2 第三章上体静态人体尺寸数据采集与分析 表3 - 3p e r s o n 相关分析表 t a b 3 3t h ep e r s o nc o r r e l a t i o na n a l y s i st a b l e 身高全臂长j ：臂长胸陶f ：臂闱总肩宽胸宽背宽 p e a r s o n8 8 9 c o r r e l a l j o n ( 毫宰) s i g 0 0 0 ( 2 一切i l e d ) n1 9 51 9 51 9 5 术木c o r r e l a t i o ni ss i g n i f i c a n ta tt h e0 0 1l e v e l ( 2 - t a i l e d ) 3 3 3 偏相关性分析 偏相关分析是固定其他因素而只计算出两个因素间的相关系数的分析方法。偏相关系数 也称净相关系数，可以用来反映各个不同的独立变量在解释应变量的差离上所起的相对作用。 在本课题中通过偏相关分析可以看出无其他变量的干扰下，两个变量之间相关的密切程度。 偏向关系数公式如式3 3 所示，其中z 为固定变量，x 、y 为需要检验相关性的两个变量。 ，工 晒 咖 江南人学硕l j 学位论文 一一心 。一历= i 函百( 3 3 ) ( 卜2 ) ( 卜r y = 2 ) 。3 在式3 3 中，向：是控制了z 的条件下，工、y 之间的偏相关系数。脚是变量工、j ，之间 的简单相关系数或零阶相关系数，脚、恕分别是变量x 、z 之间的简单相关系数。 通过偏相关分析得到偏相关系数之后，由于误差的存在，使得样本中控制了其他变量的 影响，两个变量偏相关系数不为0 时，并不能说明这两个变量间的偏相关系数不是0 ，因此 必须进行f 检验。假设总体中两个变量间的偏相关系数为0 ，使用t 检验方法，如式3 - 4 所示： 4 n k 2 t = ；= _ 厂( 3 - 4 ) 1 一， 式3 - 4 是对皮尔逊偏相关系数假设检验的f 统计量的计算公式，其中，是相应的偏相关 系数，h 是观测量数，k 是控制变量的数目，咒一k 一2 是自由度。当t t 0 0 5 ( 。一t 一2 ) 时，p 样衣1 样衣样衣4 。 6 4 具有运动性的衣袖设计理论 设计具有运动功能性男装衣袖的难点在于款式特点是合体，机能要求是适合运动，这是 一对矛盾的要求。除非采用弹性非常好的面料否则要使衣袖完全适应上肢带各关节的运动 是比较困难的。解决的思路是综合放松量和运动量来满足运动要求。服装在样板设计中要满 足人体的日常运动，由于运动时肩关节和肘关节的转动而引起的皮肤变形范围很大，由此产 生的对衣袖的牵扯作用也非常复杂仅仅通过加入生理舒适量去考虑既贴体有适合运动机能 是无法达到要求的因此还要结合衣袖形态和加放运动量综合考虑才能拽到台理的解决方案。 一、对于研究具有运动性的衣袖，首先要研究人体在动态条件下相关上肢部位皮肤的变 化规律，研究中可以针对服装运动功能性的需要，选取一些具有代表性的动作进行上肢带动 态试验，通过分析在这些动作下的皮肤面积变化和长度尺寸的变化，研究这些动作引起的上 3 s 垩堕盔兰! 翌：! ：兰竺堡苎 肢带皮肤变化规律，再将这些规律反应到标准样板上。 二、通过分析人体相关部位皮肤的变化规律，找出人体皮肤在特定状态下的伸展路线， 并根据伸展方向对标准纸样进行分割，按照皮肤伸展方向将其组合，这样更利于人体上肢的 活动。同时考虑到皮肤伸展量大的部位，并沿着人体上半身皮肤的主要伸展路线，分别进行 空间量的配置，这样就能提高袖子运动性能。 通过实践证明，在标准样板上按皮肤运动方向分割并在相应部位增加运动量，能更好解 决手臂运动时引起的牵引问题，使得整个衣袖具有高动能运动性。这可以成为今后服装业行 之有效的运动功能性的衣袖样板设计理论与方法。 第七章结论 7 1 本课题的结论 第七章结论 本课题以上肢生理结构、运动特性和动态皮肤的变化为基础，采用理论研究与实践相结 合的方法，揭示上肢带运动时体表皮肤的变化规律，并在静态测量的基础上，进行了具有运 动功能性的衣袖研究，得到了如下结论： ( 1 ) 上肢带各部位尺寸的重要回归方程： 全臂长= o 3 8 5 x 身高- 1 0 3 9 4 上臂长= 0 2 1 7 身高一5 1 4 9 胸宽= 0 2 9 6 胸围+ 1 0 2 4 7 总肩宽= 0 3 5 4 x 胸围+ 1 2 0 8 4 背宽= 0 3 2 0 x 胸围+ 9 1 3 7 上臂围= 0 4 4 5 胸围一1 0 9 1 0 ( 2 ) 通过研究人体在日常生活中各种动作发现：当上肢以肘关节、肩关节为转折作弯曲、 侧举、及前后摆动等动作时，不仅使得肩部、上肢部发生变化而且使胸部、背部、腋下等部 位发生变化。因此将人体上半身皮肤的主要伸展路线概括为：从肋部分别经由后背、前胸到 腋下。这一线路是上肢运动时最主要的运动需求部位，此线路分别与袖窿和袖山所组成的空 间相对应。在具体设计服装时，首先要考虑不同的运动需要，进行不同部位运动量的设计， 从而形成适应于一定运动需要的服装造型。 ( 3 ) 在标准样板上按皮肤运动方向分割并在相应部位增加运动量，能更好解决手臂运动 时引起的牵引问题，使得整个衣袖具有高功能运动性。 7 2 本课题的创新点 本课题的创新点在于通过大量测量，得到静态人体的数据，并在此基础上得到贴体的基 础纸样，然后再对上肢带皮肤运动特点的研究，揭示了具有运动性的衣袖结构设计的原理和 方法，最后将理论运用于实践，设计了一种具有运动功能性衣袖样板。 7 3 本课题的进一步研究方向 由于时间及本人的能力有限，在本课题的研究中尚存在很多的不足之处，需要在今后的 3 7 江南人学硕十学位论义 研究中对以下几个问题进一步的深入和完善： ( 1 ) 在本课题的研究中，由于器材的限制，无法对更多样本进行人体非接触性测量，未 能更精确的得到人体静态条件下各项数据。 ( 2 ) 在本课题的主观实验中，由于时问的限制仅仅制作了四件样衣，没有对运动加放量 的大小进行细分，只取各部位变化最大值、最小值和中间值。在今后的研究中，可以对其进 一步细化取值范围，更科学的寻找出适合人体运动的衣袖结构。 ( 3 ) 在研究动态下皮肤变化量实验中，由于资金和客观条件的限制，没有采取更多的方 法来验证实验数据的准确度，以后可以通过石膏带等方法来进一步完善。 致谢 致谢 在论文收笔之际，回顾研究生阶段的点点滴滴，我感慨万千。 感谢我的导师吴志明副教授，在江南大学学习的这六年中，吴老师给予我极大的帮助。 感谢他对我课题的研究提出的合理建议和指导，感谢他在我论文搁浅的时候给予的引导和鼓 励，感谢他在生活上对我的帮助，感谢他教会了我做人的道理吴老师兢兢业业的工作作风， 对学术研究一丝不苟的精神和循循善诱的教诲将一直激励我前进。 感