（计算机软件与理论专业论文）emtm数字服装人体体型建模系统研究.pdf

附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的 学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得 的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论 文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：琴质移袭纛爪 日期： 2 , o o6 年月影日 鼍 ! 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规 定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将 本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和汇编本学位论文。 保密盯，在2 年解密后适用本版权 书。 本学位论文属于 不保密口。 学位论文作者签名：神脖k 日期：加。6 年3 月弘 指币旌馁净 日期：炒石年弓月莎日 、t*|tti e m t m 数字服装人体体开! 建模系统研究 摘要 摘要 电子化量身定制服装emtm ( e lec t r o nicma det o m ea s u r e ) 是21 世纪新兴起的一种服装生产方式，它利 用现代三维人体扫描技术、计算机技术和网络技术将服 装生产中的人体测量、体型分析、款式选择、服装设计、 服装定购、服装生产等各个环节有机地结合起来，实现 高效快捷的数字化服装生产。作为一种全新的服装生产 方式，e m t m 生产开始成为国内外服装生产领域研究的 重点，并将成为未来数字化服装生产的- - 个重要的发展 方向。 e m t m 的最终目标就是根据个体的体型特征来生成 服装原型衣片。个体的服装原型衣片可以通过个体数字 化服装人体得到。要得到个体数字化服装人体就必须建 立数字化服装人体模版系列。数字化服装人体模版系列 的建立基础是人体体形分析。体形分析的结果将直接影 响数字化服装人体的生成以及服装原型衣片的生成。因 此建立三维人体体形分析模型，并通过体形分析模型对 体形进行高效、准确的体形分析，对e m t m 的生产起到 积极的指导和帮助作用。 本文以上海市科委研究项目“中欧合作电子化量身定 制服装一e mt m 关键技术研究 ( 0 4 5lo7026 ) 为课题研究 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究摘要 背景。主要对面向e m t m 的数字服装人体体型建模系统 研究，对em t m 数字服装人体体型建模系统进行了详细 的阐述，并以建立面向e m t m 的数字服装人体体、型建模 系统为研究目标。本文分析了传统体型分析方法存在的 缺陷9 突破传统体形分析方法，建立了人体体形分析模 型，通过一系列算法从三维扫描文件中提取人体体形分 析模型建立所需的参数，利用人体体形分析模型进行体 形分析。利用多元统计分析中的聚类分析方法对目标群 体的人体分析模型进行分析，并对传统聚类算法进行了 改进，使体形分析的结果能够更准确的反映人体的体型 特征，为数字化人体模版系列的建立提供更好的服务。 数字化人体模版系列需要的参数多于分类参数，因此我 们需要根据数字化模版系列提供模版系列的建立提供 了所需的截面，通过提取模版系列所需的辅助截面并建 立数字化人体模版参数库，为数字化人体模版系列的建 立以及数字化原型衣片的生成做了良好的准备。最后， 利用我校与服装企业合作采集的江浙沪地区人体测量 样本数据，对本文的数字服装人体体形模型系统进行检 验，在服装设计专家的参与下对体型模型系统中的各种 分析方法进行了验证，取得了良好的分析结果。 本文对面向e m t m 的人体体型分析进行了比较深入 的研究，设计并实现了面向e m t m 的人体体型分析系统， h e m t m 数字服装人体体巧! 建模系统研究 摘要 该系统已经为服装生产企业提供了服务，并为企业的服 装设计和生产提供了良好的数据支持。同时，该系统还 满足了服装院校和科研机构在服装设计理论方面的教 学和研究需要。本文的研究工作将为我国未来的e m t m 研究和推广起到良好的帮助作用。 关键词：电子化量身定制服装，体形分析模型，三维体 型特征参数、体型分析，聚类分析 a bs t r a c t e l e c t r o n i cm a d et o m e a s u r ei s an e wm o d e o f c l o t h i n gp r o d u c t i o n i nt h e21s tc e n t u r y e m t mu t i l i z e s 3 db o d ys c a n n i n gt e c h n o l o g y ，c o m p u t e rt e c h n o l o g y a n d n e t w o r kt e c h n o l o g y t oc o m b i n eb o d ym e a s u r e 、s h a p e a n a l y s is ，。s t y l ec h o i c e ，c l o t h i n gd e s i g n ，c l o t h i n go r d e r c l o t h i n gp r o d u c t i o n t o g e t h e r i t h a sr e a l i z e dt h e c o n v e n i e n ta n d s w if t i n d u s t r y c h a i n i th a sa l r e a d y b e c o m et h ef o c a lp o i n to fr e s e a r c ha n ds t u d yi n t h ef i e l d o fd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lc l o t h i n gp r o d u c t i o n e m t m w i l lb e c o m e a n i m p o r t a n t d e v e l o p i n g d i r e c t i o no f d i g i t i z e dc l o t h i n gp r o d u c t i o ni nt h ef u t u r e t h ef i n a lp u r p o s eo fe m t mi s t o g e n e r a t ea p p a r e l o r i g i n a ls h a p ef o r i n d i v i d u a lb o d ys h a p ec h a r a c t e r t h e i n d i v i d u a la p p a r e lo r i g i n a l s h a p e i sf r o mi n d i v i d u a l d i g i t a la p p a r e l b o d y i t s n e c e s s a r y t ob u i l d d i g i t a l a p p a r e lb o d ym o d e l s e r i e sf o ri n d i v i d u a ld i g i t a la p p a r e l b o d y s h a p ea n a l y s i si st h eb o t t o mo fa p p a r e lb o d y m o d e l s e r i e s t h er e s u i to fs h a p ea n a l y s i sw i l ld i r e c t l yi n f l u e n c e t h ed i g i t a la p p a r e lb o d y sg e n e r a t i o n s o b u i l d i n g 3 d i v lkle苣ri-iill：_ e m t m 数字服装人体体型建模系统研究 ab s t r a c t b o d ys h a p ea n a l y s i sm o d e la n da n a l y s i si t w i l lg u i d ea n d h e l pf o re m t m t h i sp a p e rr e g a r d s t h ek e yt e c h n 0 1 0 9 yr e s e a r c ho f e 1 e c t r o n i cm a d et om e a s u r ew i t hc h i n aa n d e u r o p e c o o p e r a t i o n a st h eb a c k g r o u n do fs t u d y i n g t h i sp r o j e c t i su n d e rt h ec a r e0 fs h a n g h a is c i e n c ea n dt e c h n o l o g y c o m m is s i o n t h i sp a p e rm a i n l yr e s e a r c hs h a p ea n a l y s is m o d e l i n gs y s t e mf o re m t m w er e g a r ds e t t i n gu pb o d y s h a p ea n a l y s i ss h a p em o d e l i n gs y s t e m a st h er e s e a r c h g o a l w eh a v ea n a l y z e dt h ed e f e c tt h a tt r a d i t i o n a ls h a p e a n a l y s i sm e t h o de x i s t s ，a n dw eh a v ep r o p o s e dt h ei d e a t h a tb u i l d b o d ys h a p ea n a l y s i s m o d e l i n gs y s t e m w e d i s t i l lt h e n e c e s s a r y p a r a m e t e r f o rt h e b o d ys h a p e a n a l y s i s m o d e lf r o mt h e3 ds c a nf i l e b y as e r i e so f a r i t h m e t i c a n du s eb o d ys h a p ea n a l y s i sm o d e lf o rb o d y s h a p ea n a l y s i s w e h a v ep r o p o s e dt h ei d e at h a tu s e m u l t i v a r i a t es t a t i s t i c a la n a l y s i st od e v e l o ph u m a nb o d y e n g n e e r 。nr e s e a r c h u s i n c 1 u s t e r a n a ls iten 1 n e e r l n g r e s e a r c l lu s 1 n gu s t e r l n g n ay s l st o 2， a n a l y z et h es h a p ec h a r a c t e r i s t i co ft h eg o a lc o l o n y a n d d e v e l o pt h et r a d i t i o nc l u s t e r i n ga n a l y s i st om a k ei t m o r e e x a c t l yr e f l e c t t h ec h a r a c t e ro fb o d ys h a p ea n db e t t e r s e r v i c ef o rd i g i t a lb o d ym o d e l s e r i e s i nt h ee n d ，t h i s v p a p e rp r o v i d e st h en e c e s s a r y s e c t i o nf o rt h ed i g i t a lb o d y m o d e ls e r i e s a n db u i l d st h ed a t a b a s e o fi t t h is w i ll p r e p a r e f 。rb u i l d i n g 。fd i g i t a lb o d y m o d e ls e r i e sa n d d i g i t a la p p a r e lo r i g i n a l s h a p e f i n a l l y ，w e u t i l i z e dt h e s a m p l e d a t a g a t h e r e d b y o u ru n i v e r s i t y a n dc l o t h i n g e n t e r p r i s e st oe x a m i n et h eb o d ys h a p ea n a l y s i s m o d e l i n g s y s t e m t h ee x p e r t i nc l o t h i n gd e s i g np r o v e st h a ti t h a s m a d et h eg o o dr e s u l ti nv a r i o u sk i n d so fm e t h o d s t h i s p a p e r m a i n l y r e s e a r c h s h a p e a n a l y s i s t e c h n o l o g y f o re m t m w e h a v ed e s i g n e d a n d i m p l e m e n t e dab o d ys h a p ea n a l y s i s s y s t e m t h i s s y s t e m h a sa l r e a d yp r o v i d e d s e r v i c e f o rc l o t h i n g e n t e r p r i s e s t h i ss y s t e mh a s o f f e r e dt h eg o o dd a t as u p p o r t f o rd r e s sd e s i g n i n ga n dp r o d u c t i o n t h es y s t e mh a sm e t t h en e e d so ft h er e s e a r c h a n dt e a c h in gf o rt h e cl o t h i n g u n i v e r s i t i e s a n ds c i e n t i f i c r e s e a r c hi n s t i t u t i o n s t h e r e s e a r c hw o r ko ft h i sp a p e r w i l lp l a y a g o o d r o l ef o r f u t u r er e s e a r c h a n d p o p u l a r i z a t i o n o fe m t mi n o u r c o u n t r y z h a n gz e n g l i n ( c o m p u t e rs o f t w a r et h e o r y ) s u p e r v i s e db ys hi xia ping k e yw o r d s ：e m t m ，3 db o d y a n a l y s i s m 。d e l ，s h a p e 。ele皂卜譬f r r e m t m 数字服装人体体型建模系统研究 ab s t r a c t a n a l y s i s ， 3 d b o d y c h a r a c t e r p a r a m e t e r ，c l u s t e r i n g a n a l y s i s v 1 l e m t m 数字服装人体体弛建模系统研究目录 目录 第一章绪论1 1 1 论文的研究背景1 1 1 1 传统的服装定制生产，2 1 1 2 电子化量身定制服装emt m 简述2 1 1 3 人体体型分析的发展和现状6 1 2 论文的科研项目背景8 1 3 论文的研究内容8 1 4 论文的研究意义10 1 5 本文章节安排1 1 第二章数字服装人体与人体体形分析13 2 1 数字服装人体与自然人体13 2 2 数字服装人体与数字服装原型14 2 3 数字服装人体建模与人体体形分析理论15 2 4 本章小结16 第三章基于数字服装人体的体形分析模型构建1 7 3 1e m t m 体形分析模型17 3 1 1 体形分析模型的意义17 3 1 2 体形分析模型18 3 1 3 体形分析模型参数20 3 2 体形分析模型三维参数提取2 l 3 2 1v rml 文件介绍及处理方法21 3 2 2 体形分析模型三维参数提取算法3 1 3 2 3 体形分析模型三维参数提取结果4 0 3 3 本章小结40 第四章基于聚类分析的体形分析方法研究4 1 4 1 引言4l 4 2 常用聚类分析方法介绍4 1 4 2 1 聚类分析的介绍4 1 4 2 2 聚类方法的介绍4 4 4 2 3 聚类系统的体系结构4 9 4 2 4 聚类系统的评价方法5 0 4 3 基于遗传算法的聚类分析方法研究5 3 4 3 1k me ar l 算法5 3 4 3 。2 遗传算法5 4 e m t m 数字服装人体体巧! 建模系统研究 目录 4 3 3 基于遗传算法的聚类分析方法55 4 3 4 算法评估57 4 4 本章小结5 9 第五章人体体型基本因子分析与体系设计60 5 1e mt m 人体体型基本因子60 5 2 传统体型分析6 0 5 3e m t m 人体体型基本因子的聚类分析。61 5 4e m t m 体型因子体系6 5 5 5 本章小结6 6 第六章基于体形分析的数字服装人体模板系列研究67 6 1 数字服装人体模板6 7 6 2 数字服装人体模版体系设计6 7 6 3 数字服装人体模板的主、辅助截面68 6 4 数字服装人体模板主、辅助截面的生成71 6 5 数字服装人体模板系列的生成7 2 6 5 1 基准人体7 2 6 5 2 数字服装人体模板系列参数72 6 6 本章小结7 4 第七章人体模板系列的个体数字服装人体生成及其评 估7 4 7 1 、人体模板与个体服装人体7 4 7 2 人体模板匹配参数7 4 7 2 1 主成分分析7 4 7 2 1 匹配参数7 6 7 3 个体服装人体生成77 7 4 数字服装人体模板系列评估78 7 5 数字服装人体体型系统集成79 7 6 本章小结+ 81 第八章总结与展望8 2 8 1 总结8 2 8 2 技术展望8 3 8 3 结束语8 4 参考文献8 5 攻读硕士学位期间参加的项目、发表的论文情况8 8 2 致谢8 9 3 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究第一章 1 1 论文的研究背景 第一章绪论 服装是一种无声的个性表述，而合体的服装更是表现个体 身材优势的最佳工具。随着社会和经济的不断发展，在这个以 顾客为导向的消费时代，人们开始追求个性化的设计服装，希 望穿着能满足自己体型特征和审美需要，为自己量身定制的服 装。因此服装生产也从过去的大批量、少品种向着小批量、多 品种乃至量身定制的方向发展。目前在欧美国家，量身定制的 服装生产占据了2o 的市场份额，并将成为未来服装生产的发 展趋势。随着现代计算机技术和网络技术的不断发展，国外许 多国家已经展开了电子化量身定制服装一一e mtm 的研究，希 望利用数字化，网络化的方法实现高效快捷的量身定制服装的 生产。近几年来，随着我国的服装企业与国外交流的不断密切， 我国的服装企业已经意识到电子化量身定制服装研究的重要 性，并希望在我国开展e mt m 生产的研究，从而紧跟国际服装 生产的发展潮流，加快我国服装企业数字化发展的进程。 服装的合体性在服装设计中占据着非常重要的地位。对消 费者来说，尺码不对、体型不合，再满意的服装款式，也只能 放弃。对生产厂商来说，销售地区的服装合体性不好导致服装 大量积压。20o3 年，由于合体性的问题，中国共有1 亿件衬衫 积压。采用正确的方法对用户体型进行分析，准确的判断用户 的体型特征，是解决服装合体性问题的关键。因此，体型分析 是e m t m 生产中的一个关键环节，准确的体型分析结果将大大 提高服装原型设计的准确性，满足用户对服装合体性和匹配性 的要求。 由此可见，在我国展开面向电子化量身定制服装e m t m 的 人体体型分析研究，将对我国e m t m 生产的建立和推广起到非 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究第一章 常重要的作用。 1 1 1 传统的服装定制生产 传统的服装定制方式主要有两种，一种是手工定制的方式， 设计者用软尺等工具为用户测量体型数据，并根据体型数据裁 制服装。这种手工定制的方法在世界各国已经存在了很多年， 我们所说的“裁缝 就是从事手工定制服装的工作。但是，手 工定制服装存在几点的不足，第一是消耗的时间长。第二是服 装设计的根据是由裁缝的经验来决定，缺乏量化的标准，不利 于大批量的服装定制生产，也不利于为异地用户定制服装。第 三是设计的精度存在问题，需要多次修改。第二种定制方式是 按照服装号型系列标准进行定制，先确定用户体型所对应服装 号型，再根据服装号型定制服装。这种定制方式所需的时间比 较少，同时也有利于大批量的服装生产。但是，按号型系列标 准定制服装的方式也存在许多问题。第一是个体体型相对于号 型系列的标准体型存在差异，这样按照号型标准定制的服装不 能很好的适应不同用户的体型特征。第二是目前我国所采用的 四类号型系列标准是在1991 年制定的，分类方法比较简单。在 这十多年中，我国人民的生活水平发生了比较大的变化，人体 的体型特征发生了比较明显的改变，因此原有的号型系列标准 已经无法准确的反映目前我国人口的体型特征。第三是不利于 服装生产企业根据不同消费群体的体型特征和需要，准确的进 行服装设计和生产。由于不同地区，不同年龄段，甚至是不同 职业的人群，他们的群体体型特征是不同的，因此单纯依靠一 套统一的号型系列标准，是无法满足不同类型的人体对服装合 体性的需要。 1 1 2 电子化量身定制服装e m t m 简述 m t m ( ma d et om e a s u r e ) 的量身定制方式是一种完全以顾 2 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究第一章 客为中心的服装定制方式。mt m 是将人体测量、款式选择、体 型分析、服装设计、服装定购等环节有机的结合起来，实现高 rl1 效快速的服装定制生产。因此，m t m 完全满足服装合体性的 要求，不但满足群体的合体性要求，还满足个体的合体性要求。 mt m 高度体现了“以人为中心 的生产经营概念因而具有很大 的发展前景。m t m 目前存在的问题是mt m 生产的每个生产环 节都相对独立，无法形成一条完整的产业链。这样就限制了其 工业化的应用。因此，工业化的mt m 生产已成为当前服装业 数字化发展迫切需要解决的重要问题。 随着计算机和网络通信技术的迅猛发展，特别是为服装制 造服务的三维人体扫描仪的出现，使得利用计算机技术实现数 字化服装定制成为可能。欧洲纺织服装组织( e u r a tex ) 于 2 001 年提出了利用三维人体扫描仪( 3db o d ysc a n n e r ) ，结合 现代网络技术和服装c ad 技术，建立电子化的量身定制服装生 产一emt m ( e lee t r o n icma det om e a s u r e ) ，实现一种新型的电子商务 r n1 模式e t a il o r ( 电子裁缝) “。 电子化的量身定制系统由数据采集，体型分析，服装定制这 r1 三个部分组成。系统的结构如图1 1 所示。 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究 第一章 人 书测艟数掂库人体体坦分析远程服装定制 图卜1e m t m 系统结构 数据采集模块：该模块的主要功能是采集并上传用户的人体 数据。用户在进行服装定制之前，先进入三维人体扫描仪内， 三维人体扫描仪能够在十几秒钟之内扫描出用户的人体测量数 据，用户可以通过i 1 3ter 1 3et 将自己的人体测量数据上传到 emt m 系统中，系统将根据用户的体型信息为用户定制服装。 同时，用户还可以将记录自己人体测量数据的文件保存在个人 p c ，pda 或者是智能卡( smartca rd ) 中，在下次服装定制的时 候，只要需要将这些设备连接到互联网上，上传自己的人体测 量数据，系统就可以再次为用户定制服装。 体型分析模块：该模块的主要功能是分析用户的人体测量 数据，确定用户的体型特征，并将分析的结果传递给服装设计 系统。e m t m 系统在接收到用户体型数据之后，将分析用户的 体型特征，并将结果传递给服装设计系统，服装设计系统将根 据用户的体型特征计算符合用户体型的服装尺寸，并通过服装 c ad 系统自动进行制图和打板。同时服装c a d 系统能够根据用 户的需要生成外套、西装、西裤、洋装、裙子、衬衫等各类服 装款式的三维模型，这些三维模型将以vr ml 文件的形式保存在 4 e m t m 数字服装人体体刑建模系统研究第一章 系统服务器中。 服装定制模块：该模块的主要功能是实现用户的服装定制。 用户可以从服装样品目录中选择所需要的服装款式，然后将服 装ca d 系统所产生的三维服装模型下载到客户端，在客户端的 浏览器上显示三维服装模型。系统通过这种方法为用户提供一 个显示三维服装模型的“虚拟服装间 ( v i r t u a l t r y o i l ) 。用户 在对定制的服装进行确认之后，可以在线下达服装订单，并进 行网上支付。emt m 系统将把用户的订单传递给服装制造企业， 服装制造企业将根据用户的服装尺寸和选择的服装款式进行服 装生产，完成电子化量身定制服装的全过程。 e mtm 系统实现了大规模量身定制服装的生产，使为每个 客户带来个性化的服装产品和服务成为可能。通过计算机和网 络技术，将电子化量身定制服装的商务模式完整的搭建起来， 从三维扫描系统获取全方位的人体测量数据开始，经过快速准 确的人体体型分析，服装cad 样板的自动修正，服装的实时 v t o ( 虚拟展示) ，服装pd m ( 产品数据管理) ，最后到单片裁床 的自动裁剪，emt m 系统能够在很短的时间内为单个用户或者 群体用户定制服装，快速地实现量身定制服装的整条生产价值 链 引。 目前，在欧洲已经有二十多所知名院校和十几家大型的服 装制造企业共同参与到emt m 系统的研究之中。同时，欧洲、 日本和美国已经分别开发出自己的e m t m 系统，并且已经投入 市场进行运行。例如英国的b a irdme1 1swo a r 西服公司，其销 售到国内和国际市场的西服中有80 是通过emt m 系统完成 的，服装系列涵盖了由不同款式、颜色和规格组成的成千上万 种组合。e m t m 系统还被广泛用于批量服装的定制。2 00 2 年， 美国海军展开了“海军制服计划 ( n a yyu 1 3if o r mpr oje ct ) ， 利用emt m 系统，成功地为4 万名美国海军士兵定制了共4 o rc 1 个体型系列的海军制服“。 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究第一章 在我国，c mt m 技术的研究还相当滞后。目前还没有一套 适合我国服装行业的数字化量身定制系统。因此，研究电子化 量身定制服装的关键技术对于我国服装企业的数字化发展具有 十分重要的理论和实践意义。 1 1 3 人体体型分析的发展和现状 体型分析是服装定制中的一个非常重要的环节，传统的体 型分析方法主要有两种，第一种是人工判断的方法：服装设计 人员依据长期的工作经验和感性认识，人为的判断用户的体型 特征，判定用户体型是属于梨型、梯型还是其他体型。这种体 型分析方式存在两点的不足，第一，人为的分析方法存在着误 差，缺乏科学性和准确性。第二，这种分析方法是一种“对 一”的分析方式，花费的时间长，不利于为大批量的用户定制 服装，也不利于为异地用户定制服装。 随着服装工业化生产的发展，出现了新的体型分析方式， 即按照号型系列标准判断用户体型。这种方法是通过对某一地 区或某一人种的人体测量数据进行大量的抽样分析，确定出几 种比较常见的体型特征，并根据这些体型特征进行推码，制定 一系列的服装号型标准。目前比较通用的号型系列标准有欧码， 日码等。我国也根据我国人体的体型特征，推算出适合我国国 情的号型系列标准，并根据服装生产中的经验，不断进行调整。 re 1 目前我国正在使用的是cb t1335 一l9 97 系列国家标准。按照 号型系列标准判断用户体型的方法，对于大规模的服装工业化 生产起了很好的推动作用，服装生产企业可以根据号型标准来 确定服装的部位尺寸和推档档差，生产出符合人体体型特征的 服装，而消费者则可以根据号型标准，很方便地挑选出适合自 己体型的服装。然而，实践表明，这种体型分析方式无法满足 量身定制服装的需要，也无法很好满足用户对服装合体性的需 求，以我国的cb t1335 199 7 系列国家标准为例进行说明， 6 e m t m 数字服装人体体础建模系统研究第一章 cb t13 35 19 97 以胸腰差为控制参数，将我国的人体体型分为 y ，a ，b ，c 这四个档次，如表1 1 所示。 表1 一i ：cb tl335 1997 系列体型分类标准 体型分类代号女子：胸围一腰围男子：胸围一腰围 y 24 一l9cm22 17c m a 18 一l4c ml6 12cm b13 9c m1l 一7c m c8 4c m6 2c m 这四个档次分别表示为苗条，标准，稍胖和肥胖这四种体 型特征。例如净体胸围和净体腰围差是15cm 的男性，他的体型 就是标准体型。这样的体型分类方法存在几点不足： 第一，选择的控制参数过于简单，无法准确的反映人体的 体型特征。cb t13 35 19 97 系列国家标准只选择了胸腰差作为 体型判断的控制参数，其他的一些重要的控制参数如身高、臀 围等都没有被考虑，这样在体型判断上就存在误差。 第二，分类的方法太模糊。cb t13 35 19 97 系列国家标准 将我国所有人体的体型特征分为y 、a 、b 、c 四种。这样的分类 方式太笼统，表现为个体粗放，数值对应模糊，无法准确的反映 用户的体型特征。日本将人体体型分为y ，y a 、a ，ab ，b ，b e 和e 共七个档次，将体型划分的更加详细，这样就有利于准确 的判断人体体型。 第三，没有考虑到不同群体的体型差异。不同的人类群体 在体型上都有各自的特点，例如不同年龄段的人体在体型上都 有各自的特征，不同地区和不同职业的人群也存在各自的体型 特征。cb t13 35 1997 系列国家标准简单的将全部人体都划分 为四种体型特征，无法准确的反映不同群体间的体型差异。此 外，服装生产企业往往是针对不同的消费群体进行批量的服装 生产，例如批量生产军装，制服等等，这就需要对目标用户的 体型特征进行动态的分析，从而生产出适合目标群体体型特征 7 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究第一章 的服装。服装号型标准显然无法满足企业在这方面的需要。 服装号型系列标准在体型分析上的这些缺点，使它无法满 足大规模量身定制服装的需要，也无法满足e mt m 生产的需要。 随着电子化量身定制服装生产一一e m t m 的出现，作为e m t m 生产中的一个重要的环节，体形分析得到了越来越多的重视。 世界上许多科研院校和服装生产企业都将体形分析研究作为 emt m 系统研究的一个重要的组成部分，例如英国伦敦大学 ( ucl ) 就提出了在e mt m 系统中利用统计学的方法进行人体 r ，1 体形分析的构想“。 目前在我国，面向e m t m 应用的体形分析研究还处在起步 阶段，因此研究面向e m t m 应用的体形分析系统将对e m t m 在 我国的推广，以及我国服装企业的数字化发展起到十分积极的 推动作用。 1 2 论文的科研项目背景 随着e m t m 生产的不断发展，许多欧洲的服装企业和科研 院校希望与中国的服装企业和科研院校合作，共同开发适合中 国服装企业的emt m 系统，在中国推广e m t m 生产。本文就是 以我校所承担的上海市科委研究项目“中欧合作电子化量身定 制服装一e mt m 关键技术研究 ( 0 4 5l0 7 o 26 ) 为课题研究背景。 该项目是欧亚新一代数字化服装技术研究( 1o 7o3l02 ) 的后续 研究项目，主要研究任务是在我国建立电子化量身定制服装的 技术基础，解决e mt m 生产的关键技术问题，为我国的服装制 造企业服务。体型分析作为e m t m 系统的关键技术之一，在本 科研项目的研究中占有非常重要的地位。 1 3 论文的研究内容 本文主要以建立e m t m 数字人体体型建模系统为目标，对 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究 第一章 人体体形分析模型的设计，人体体形聚类分析分析方法的实现， 人体体型因子系统的建立及数字服装人体模版等问题进行了深 入的研究。在这些研究的基础上，设计并实现了emtm 数字人 体体型建模系统。最后，利用实际采集的人体测量样本数据， 对系统可行性和实用性进行了检验，检验证明本文所设计的体 形分析系统很好地满足了emt m 生产的需要。本文的研究内容 主要在以下几个方面： 1 对电子化量身定制服装em t m 这种全新的服装生产方 式进行了比较详细的分析，重点讨论了e m t m 生产中的一个重 要的关键技术一体形分析。 2 对传统的体型分类进行了仔细研究，创造性地建立了三 维人体体形分析模型，并根据女性三维人体特征，确定了三维 人体体形分析模型的三维参数，并研究了从三维扫描文件中提 取三维参数的方法，为面向e m t m 体形分析奠定了基础，是数 字服装人体模板系列建立和三维原型衣片系列生成的基础。 3 详细分析了现有体形分析方法存在的不足，利用改进后 的聚类算法来进行体形分析。深入研究了聚类分析的各种方法、 体系结构和聚类分析的评价方法。阐述了如何利用聚类分析算 法对目标群体的体型特征进行分析，并对原有的聚类算法进行 了改进，提出了基于遗传算法的聚类方法，利用种方法在人体 体型分析系统中实现了对人体体型特征的分析，取得了良好的 分析结果。并建立了人体体型基本因子系统，为数字服装人体 系列模板的建立奠定了坚实的基础。 4 建立了基于体形分析的数字服装人体模板系列，提取了 数字服装人体模板建立所需的主、辅助截面，设计了从数字服 装人体模板到个体三维服装人体生成的匹配算法。 5 利用实际采集的人体测量样本数据，对本文所设计的体 型分析系统进行评估。利用采集的江浙沪地区的女性人体测量 样本数据对系统的可行性和实用性进行检验，并在服装设计专 9 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究第一章 家的参与下，对体型分析的结果进行了验证，并对个体服装人 体进行了评估。 1 4 论文的研究意义 本文对面向e mt m 的数字人体体型建模系统进行了深入研 究，根据体形分析的需要建立了人体体形分析模型，并引入聚 类算法对人体体形进行了详细的分析，建立了人体体型因子系 统和数字服装人体模版系列，基本解决了e mt m 应用中的一个 关键技术问题一体形分析。本文对我国的e mt m 研究做了一定 的丌拓性的工作，并将对未来我国的e mt m 研究和应用工作起 到一定的指导和帮助作用。本文的研究意义主要有以下几点： 1 本文对传统体型分析方法进行了改进，为体形分析建立 了三维人体分析模型，并利用代表人体三维特征的体型参数来 表示三维人体分析模型。我们抽取了人体测量数据中的胸、腰、 臀的长短轴比( 矢额径比) 为体形分析模型的参数，克服了我 国传统的体型分类方法只是简单的将胸腰差作为体型分类依据 的缺陷，建立了体形分析因子系统。因此本文所设计的体型分 析系统能够对人体体型特征做出更加全面的数据分析，更准确 的反映人体的体型特征，更好地满足了e m t m 生产中服装原型 设计和款式设计要求。 2 本文所设计的人体体型分析系统能够与e m t m 生产的 其他子系统很好地整合起来。作为e m t m 生产的一个关键的子 系统，人体体形分析系统实现了与e m t m 生产的其他子系统无 缝的结合，利用t c2 型三维人体扫描仪采集人体数据，并利用 我校设计的搿面向c m t m 应用的数据准备系统一实现数据的转 换和导入。体形分析的结果将存放到人体测量数据库 ( a n t h r o p o m e t r i cda t a b a s e ) 中，并可以通过三维标准人体参数库 对数字服装人体的建立提供支持。 3 本文创新性地提出了将多元统计分析的方法引入人体 l o e m t m 数字服装人体体型建模系统研究 第一章 工学的研究领域。利用多元统计分析中的聚类分析方法对人体 体型特征进行分析，并用遗传算法改进了聚类分析方法，使之 能够更好的应用于体型分析。通过聚类分析得到不同的体型分 类，为数字服装人体模板系列的建立提供了基础。 4 建立了数字服装人体模板系列。根据数字服装人体模版 所需参数，提取了数字服装人体所需的主、辅助截面，并实现 了个体三维服装人体与数字服装人体模板系列的匹配算法，为 个体服装人体生成以及个性化原形衣片生成奠定了基础，这样 服装生产企业能够根据目标用户群体不同的体型特征为用户生 成个体服装人体和服装原形衣片，大大提高了服装生产企业的 市场反应能力，同时也满足emt m 生产的需要。 总之，本文所设计的人体体型分析系统基本满足了e m t m 生产的需要，将对e m t m 生产在我国服装企业的应用和推广起 到积极的指导和支持作用，同时，基于w e b 的开放性系统还能 够为服装院校和科研机构进行服装设计理论的教学和研究工作 提供良好的支持。 1 5 本文章节安排 本文的主要内容分成六章 第一章：绪论。主要介绍了本课题的研究背景、项目背景、 研究的内容和研究意义，主要对e m t m 生产和e m tm 的人体体 型分析做了比较详细的阐述，并且列出了论文的组织和结构。 第二章：数字服装人体与人体体形分析。介绍了数字服装 人体的概念及与自然人体的区别。并简单阐述了数字服装人体 与数字服装原形衣片的关系。最后介绍了数字服装人体建模与 人体体形分析理论的关系。 第三章：基于三维人体的体形分析模型构建。根据人体体 型的三维特征，选取了最代表人体的三维特征的参数构件了三 维人体的体形分析模型，并实现了从v r ml 文件中提取人体三维 e m t m 数字服装人体体型建模系统研究 第一章 参数的算法，得到三维人体的体形分析模型的参数。 第四章：基于聚类分析理论的三维人体体形分析方法的研 究。主要研究了面向e m