（服装设计与工程专业论文）基于mtm的男装个性化纸样快速生成技术研究.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t 、v i t ht h ec h a n g eo fc o n s u m e dc o n c e p t i o n ，p e o p l e sr e q u i r e m e n tf o rg a r m e n t t e n d st ob em o r ef a s h i o n a b l ea n dm o r ed i v e r s e ，s ot h eg a r m e n ti n d u s t r ym u s ta d a p tt o t h em a r k e tn e e do fs m a l lq u a n t i t y , m o r eb r e e d ，g o o dq u a i l s , q u i c kc o n s i g n m e n t m t m ( m a d e t om e a s u r e ) ，ak i n do fm a n u f a c t u r em o d e l ，c o m ei n t ob e i n g t h i sp a p e r s t u d i e so nq u i c kr e s p o n df r o mm a l eb o d yi n f o r m a t i o na n ds t y l et oi n d i v i d u a t i o n p a t t e r nb a s e do nm t m t h i sp a p e ri n c l u d e st h ef o u n d a t i o no f d a t a b a s e ，t h ef o u n d a t i o no fs t y l ed a t a b a s e ， p a t t e r nd a t a b a s e ，t h ep a t t e r nr e v i s i n gr u l e sd a t a b a s e f i r s t l y , 2 0 5 5 - y e a r - o l dm e b s b o d yf o r md a t ao f n o r t ha n dn o r t h e a s ta r e a e a s ta r e aa n ds o u t h w e s ta r e ai nc h i n aw a s o b t a i n e db ym a n u a lb o d yf o r mm e a s u r e m e n t t h e no n e s a m p l ett e s t ，c o r r e l a t i o n ， m u l t i p l er e g r e s s i o n ，c l u s t e ra n ds oo nw e r em a d et h r o u g hs t a t i s t i c sp a c k a g ef o r s o c i a ls c i e n c e a sar e s u l t ，2 0 - 5 5 一y e a r - o l dm e n sb o d yf o r mc h a r a c t e r so ft h et h r e e a r e a sm e n t i o n e da b o v ew e r ee d u c e dr e s p e c t i v e l y a tl a s t ，t h et h r e ea r e a s d a t aw a s u n i t e d a c c o r d i n g l y , 2 0 - 5 5 - y e a r - o l dm e n sb o d yf o r m sg e n e r a lc h a r a c t e r so ft h e u n i t e da r e aa n dt h ec h a n g eo f b o d yh e i g h t ，c h e s tc i r c u m f e r e n c e ，w a i s tc i r c u m f e r e n c e ， h i p c i r c u m f e r e n c ea n dt h ed i f f e r e n c eb e t w e e nc h e s tc i r c u m f e r e n c ea n dw a i s t c i r c u m f e r e n c e a c c o r d i n g t o a g e o r b o d yh e i g h t f u r t h e r m o r e ，t h ec h a n g e w a s c o m p a r e dw i t ht h ed a t ai ng b l 3 3 5 - 9 1 ，s oad y n a m i cb o d yd a t a b a s ei sp r o d u c e d s e c o n d l mt h r o u g ha n a l y z i n gt h ec o n n e c t i o no fb o d y a n d g a r m e n t ，as t y l ed a t a b a s ef o r m t m i sp r o d u c e d ，a n do nu s i n gt h es o f t w a r eo fa t u o c a d ，ap a t t e r nd a t a b a s ei s p r o d u c e d b a s e do nt h eb a s i co f a n a l y z i n gt l l ec h a r a c t e r i s t i cp o i n ta n dt h ec h a r a c t e r i s t i c l i n e a tl a s t ，t h et h e o r yc a nb er e a l i z e db yc o m p u t e rl a n g u a g ev b t h ec e n t e ro ft h i sp a p e ri se s t a b l i s h i n go ft h ef i n d i n gs p e c i f i c a t i o nr u l e sa n dt h e p r e p a r i n gp a t t e r n sr u l e s u s i n go ff u z z yc l u s t e r i n gp a r e mr e c o g n i t i o nt h e o r ya n d 如z z yr e c o g n i t i o nf o rc u s t o m e rb o d y , w e c a nc o n f i r mt h ek i n d so fc u s t o m e rb o d y f o r t h es a m e b o d yk i n d ，w ec a nf i n dt h em o s ta d j a c e n ts p e c i f i c a t i o no f t h i sc u s t o m e rs i z e b ym e a n so fh i e r a r c h i c a la n a l y s i si ns p e c i f i c a t i o nd a t a b a s e ，w ec r e a t et h en u m b e r a b s t r a c t r u l e so f k e yp o i n ta n dc u r v ei nt h ef i g u r e ，a n dc r e a t et h ep a t t e r n sr e v i s i n gt h e o r ya n d m e a n s ，s o t h a tw ec a np r o v et h ec o r r e c t n e s so f t h ep a t t e r n s r e v i s i n gt h e o r y k e y w o r d s ：g a r m e n tm t m ，d a t a b a s e ，s t a t i s t i c sa n a l y s i s ，b o d yr e c o g n i t i o n ， t h en a m e r u l e s ，t h ep a t t e r n sr e v i s i n gt h e o r y 论文原刨性声明及版权使用授权书 东华大学学位论文原刨性声明 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： 日期：年 月日 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。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密口。 指剥币魏弦砍代 日期：铆f 年，月d 日 础 粑泪 名 月 签 ， 者 年 姗 刎 劬 飙 学 日 前言 前言 本课题的意义： 随着消费观念的变革，人们对服装的需求也向多主体流行和个性 流行方向发展，这就要求服装行业必须适应小批量、多品种、高质量、 快交货的市场需求，建立快速反应的生产模式，构筑以数字技术为基 础的现代化服装企业。因此，近年来服装业内人士致力于研究将计算 机信息管理系统( c i m s ) 应用于服装企业，通过计算机网络通讯技术， 将传统的服装生产管理技术与现代信息技术、管理技术、快速化技术、 系统工程技术进行有机的结合，从而提高企业对市场的反应速度。 快速反应( q u i c kr e s p o n s e ) 的概念是在1 9 8 7 年由美国服装生产 商协会提出的：快速反应是一种相应的状态，既能够在合适的时间向 客户提供合适的数量、合适价格和高质量的产品，而且在这一过程中 能充分利用各种资源并减少库存，重点在于增强企业生产的灵活性。 服装c a d 系统是服装快速反应系统中的重要环节，它的应用是使 整个生产制造工程得到质量高、投入产出快的保障，近年来得到了长 足进展，在服装生产中正逐步普及。但随着现代服装工业的飞速发展， 传统的服装c a d 系统已不驻满足服装快速反应系统进一步发展的要 求。 当前，计算机辅助服装设计( g a g d ) 主要解决了在计算机和绘 图层次上对设计师的支持，旨在减轻设计师繁琐的体力劳动，提高工 作效率，但是实际上仍然不是真正的快速化。首先，操作人员必须是 有经验的打板师；其次，操作是必须在手工纸样的基础上先把各个结 构点的值输入计算机，在把各个结构点连接，画出纸样。要从根本上 解决这个问题，必须做到根据款式图和人体尺寸就可直接生成服装纸 样，而不需要人工输入结构点和部位特征线，实现真正意义上的纸样 快速生成，因此m t m 生产方式应运而生，实现了对服装智能设计的 思维活动的模拟。 m t m ( m a d et om e a s u r e ) ，即单量单裁或者又称为服装量身定制， 前言 即通过三维人体扫描仪获得顾客三维人体尺寸后，电子订单发给生产 部c a d 系统，快速生成纸样，进入裁床形成衣片，然后进入吊挂系统 生产缝制。单量单裁从原先2 3 个月交货缩短到2 3 天。服装及发展 主要受阻于行业结构、信息与技术的落后。而服装设计与市场信息应 用服务系统的关键技术包括采用三维非接触时体型计测技术、人体体 型控制部位的数模并提取相关人体数据、体型数据库的创建于模块化 技术及不同地区和体型人台创立的虚拟技术，以及合理的数据库管理 系统。发展迅速，给服装业的发展带来了蓬勃生机，也为立体量裁奠 定了基础，已经成为服装业的发展方向。 m t m 包括从计测到生产的整个过程。随着社会的发展，服装产业也 应针对人们的需求做出相应的措施。从某种程度上来说，b l t m 与“量 体裁衣”有着异曲同工之妙，但亦有很大的区别。“量体裁衣”只能是 针对一个一个的对象，根据其身材特征制定相应的板型，从而做出衣 服；而m t m 是在已有板型的基础上，针对个人对板型做出相应的调整。 某些商家已经开始使用m t m 系统，在专卖店中为顾客量体、改板，从 而在新的角度达到了“个人定制”的目的。 本课题的研究内容与方法： 本论文中所提到的m t m 系统是建立在服装c a d 系统之上的。使用 者在使用此m t m 系统时，将首先在服装的分类中进行挑选，再在已选 择的服装类别中选择自己想要的款式。同时，把个体的尺寸通过三维 计测仪输入进系统后，系统将按照尺寸寻找出与该尺寸最为相近的尺 寸对应的板型，然后再对板型进行修改，最后输出适合顾客尺寸的个性 化纸样。其流程图如下： m t m 需要建立一定量的款式库及其相对应的板型库，更为重要 的是对改板规则的制定。当一个新的个体出现，其与标准的尺寸之间 必然存在着种种差异，如何根据其自身的特点结合具体板型做出修改 是建立一个m t m 系统的最为关键之处。 前言 服装m t m ( 单量单裁) 系统程序图 本系统包括人体快速计测一体型数据库一一纸样库一一对规定 款式的中间纸样进行快速修正等技术与装备，通过这些技术使人体体 型信息获得适合该体型的款式纸样快速避拯逮屋廛生主丕筮快速生 产出适合该体型的服装成为可能，因而在服装个性化的时代将发挥充 分的作用。 系统的核心之一是寻找近似纸样以及改板生成个性化纸样。从制 图过程中可以看出，每一步都参考主干的尺寸或依赖某一主要的参考 点。当尺寸修改时，整体原型包括弧线的造型也在相应的改动，当删 除主要的框架或主要的尺寸时，整个文件一下就可以删除，其锁链关 系一环紧扣一环，也可以说，作相同的图形，只需改变几个数据，计 算机几秒内就可以准确地完成。 在制作同类型的服装纸样时，可以先取出信息库中的参考图，改 变尺寸后更改或继续打板。循环使用图样，不断增加自己的信息库， 存储量越多，参考板型越多，制图速度就会越快，设计出的纸样就会 更丰富。 尤其在量体裁衣( 单量单裁) 的制图中，计算机更是发挥了强大 的功能，只要改变主要的数据，成千上万人的体型也可以在短时间内 完成。对于那些特殊的体型，可以通过增加控制点、控制数据来细分。 在服装结构设计中，系统思维所包含的内容有： 视图的坐标化：改变手工打板的平面视图习惯，对于所取的参考点 或落笔点视之为坐标原点，上正下负，右正左负，有箭头指向( 无 论上下左右) 一律为正向。 数据的公式化：在制板过程中，经常出现一些固定尺寸，比如褶量 前言 3 c m 或袋口宽15 c r f l ，这对于单件打板是可以的，但因为在改变主要 尺寸时，其固定数据是不变的，而依据公式，数据则可以随主要尺 寸的变化而变化，那么对于褶量3 c m 可设计为臀围一腰围后的1 0 ，袋口宽度在码多时也可以用胸围数的百分比来表示。 曲线的互动化：在两点间或直线上作弧线，需要在弧线上作链式的 控制点，这样当主要尺寸改变时，弧线随控制点的变化而变化。 控制点、控制线及裁片问的关联化：对于一些关链的控制点、控制 线必须要步步相链，每一点或线都要建立在某一个点或线的基础上， 当对某一关键点作改变时，其他的点或线也因为群组关系而产生互 动变化；裁片之间的距离也必须关联化，这样就可以在作新的款式 时，裁片间的距离也随之变化，这就避免了各裁片的相互重叠。 整体文件的链条化：系统思维的原则是整体文件的链条化，计算机 在打板中每一款都需要几百个步骤，在制图过程中，尽量使各步骤 相链揍，这就需要每步的点、线相互关联，而且尽量用公式控制， 使之更加精确。 衣片之间的独立化：从思维角度看整体文件应该链条化，但相对于 每一个衣片之间应该是独立的，新衣片的支撑点参考于前一衣片某 主要点为基础，独立继续制图。例如，在操作上衣的前片和后片时， 不能前后片同时取自个矩形，然后分中取前后片，在手工打板中 可以随意画，但在计算机中是错误的。例如基础制图完成，然后对 前片单独进行褶转移或变形时，后片也会随之发生褶转移或变形， 这样就会造成混乱。 第一章纸样快速生成的人体数据技术准备 第一章纸样快速生成的人体数据技术准备 m t m 生产系统要能够快速生成纸样，必须以大量的精确可靠的数 据分析为基础，并且在数据分析的基础上建立起功能强大的动态数。 为此，本论文首先做纸样快速生成的人体数据技术准备。 1 1 人体计测 人体计测是m t m 系统的基础。首先要建立一个强大的数据库必 须进行人体计测；其次，顾客要将自己的尺寸输入，也必须经过人体 计测。最后，必须要先储备一个标准，顾客输入数据后才能找到与自 己体型类似的纸样的尺寸，然后再在此基础上作修改。 1 1 1 计测前的准备 样本量n 的确定是个抽样方案最重要的内容之一。n 取得太大 会造成人力物力的浪费：反之，n 取得太小，根据样本对总体的估计 就会造成较大的误差，同样会造成严重的损失。本次抽样采取概率抽 样，为了提高效率，保证精度，具体操作方法采用分层整群随机抽样， 即按照人类学的区域划分的观点将大陆各省、市、自治区分成以下 华北东北、华东、华中、西北、西南、两广福建六个自然区域作为层， 每个层内随机抽取若干单位作为群，在年龄方面为了尽量使被测样本 中各年龄段的结构与总体的结构相一致，本次确定为2 0 5 0 岁。 样本容量确定与精度的关系密切。人体计测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。我们提出使计测得出的样本对总体指标的估计范围能在要求 的精度内覆盖至少9 5 的观测值。至于精度，与其它多数抽样调查项 目不同的是此时估计量精度的要求主要针对人体尺寸分布情况。 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 i 1 相当大，随机变量就和标准正态分布随机变量差异很小。般认为n 第一章纸样快速生成的人体数据技术准备 不应小于5 0 。 因此，应该在一定条件下确定最低限量的取样量1 1 的值，n 的确定 依所选统计量而异，本次计测置信度水平定为9 9 ，以最大限度的覆 盖各类人体。根据我国体育中体质统计调研常用的公式f 2 】： 胛“ , u a 一一岱水平的概率( 口= 0 0 l 时，以= 2 5 8 ) 疗一一总体标准差 一一最大允许误差 可能采取的主要部位以及容许最大绝对误差和从历史资料获得的 标准差数据如下： 最大允许 部位误差 标准差 ( e m ) 盯( c m ) 身高 1 ，06 26 2 胸围 1 55 537 腰围 1 o6 76 7 臀围 1 55 23 5 颈前腰长0 ，42 36 6 颈后腰长 o 4 2 26 3 表1 1各部位标准差数据表 以的数值可知，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。 计算如下： r = 2 5 8 2 6 7 2 = 2 9 8 8 先规整为3 0 0 人，再考虑到数据预处理过程中的数据剔除、年龄 组别的差异性以及数据的可靠性与准确性，最终确定各分地区的样本 数为4 0 0 人。三个分地区的总和分析时进行样本加权，总共确定为13 0 0 多入，完全满足本次研究的要求，而且并未造成浪费。 人体计测的数据与环境温、湿度等方面因素的关系较大，室外温 度难于测控，因此本实验全部在室内进行，采用恒温、恒湿控制，气 温平均为2 5 a ：2 0 c ，相对湿度平均为6 5 士2 。 第一章纸样快速生成的人件数据技术准备 1 1 2计测项目与方法 在体型特征分析与服装设计中所需人体尺寸一般有以下几项： 高度项包括身高、腰高等，围度项包括胸围、腰围、臀围、颈围等， 宽度项包括肩宽、前胸宽、后背宽等，厚度项包括胸厚、腰厚、臀厚 等，长度项包括上臂长、全臂长等，角度项包括肩斜角、臀突角等， 派生项包括胸腰差、臀腰差等，其它项包括体重等，信息项包括年龄、 籍贯等。 满足以上几个方面以及制定本项目中服装m t m 规格数据库的需 求，并且依据本次研究工作的目标，我们最终总计选定6 6 个计测项目。 这6 6 个测体项目，在名称、术语、计测方法等方面都严格遵守最 新国家标准g b t5 7 0 3 1 9 9 9 用于技术设计的人体计测基础项目的 有关规定。具体计测部位见表1 2 。 随着计算机技术的发展，人体计测也正由人工计测向计算机辅助 计测、由接触式计测项非接触式计测、由二维向三维、向快速计测和 利用计算机计测、处理、分析数据，重现人体影像发展。具体可分为 静态计测法和动态计测法，其中静态计测法又包括直接计测法和间接 计测法。 本次计测的目的是对数据进行有效分析，找出其中的规律，建立 起适合m t m 系统的男子体型尺寸数据库。直接计测法( 又名直接接 触计测法、一元计测法等) 简单易行，为绝大多数国家采用，我国目 前由于条件的限制，也主要使用此法。1 9 8 9 、1 9 9 1 年我国为制定服装 号型规格而进行大规模全国范围体型计测时就是采用直接计测法； 1 9 9 4 年1 月上海市服装研究所起草g b 服装人体计测的部位与方法 时也是采用直接法，直至目前服装号型规格的计测仍采用直接法。本 研究考虑到与国家颁布标准的计测方法接轨，仍采用直接计测法。而 在个性化尺寸输入时，由于m t m 系统要求快速输入数据，因此采用 间接计测法，即三维非接触式计测方法。 计测时，被测者保持直立静止，眼睛平视前方，上肢自然下垂， 手掌朝向体侧，两脚后跟并拢，呼吸均匀正常；从侧面计测时，统一 第一章纸样快速生成的人体数据技术准备 以右侧为准；计测前先用眉笔在身体上画出各级准点、基准线，以保 证计测的准确性和经过同一测定点的测定值的统一性；使用软尺计测 时，适度的拉紧软尺，且保证人体不受软尺的压迫。计测人员在计测 前都经过统一培训，能够熟练和正确的使用计测仪器，且均采用统一 的计测标准，将误差控制在允许的范围内。 在安排计测任务时，为保证计测精度，每个计测人员只负责一类 计测项目：为合理安排工序，保证侧量的准确性和经过同一测定点的 计测值的统一性，保证流水线畅通，避免瓶颈工序，将测具相同的计 测项目尽量归为一类。计测工序安排如下： 123 65 4 图1 1人体计测流程图 1 2 数据分析 准确的数据分析是数据库建立的前提。人体计测后，先对数据进 行预处理，剔除偏差较大数量较少的异常数据( 也称野点子) ，并且进 行均值、方差等基本的数据处理，找出中间体体型，然后利用统计软 件s p s s 对数据进行回归分析，聚类分析等，将号型规格细分以建立适 合m t m 的体型数据库。 1 2 1 数据预处理 人体数据分析的基础是准确的人体计测，为此在人体尺寸数据正 式运算分析前要对其进行必要的预处理，主要包括尺寸数据表格的建 立、人体尺寸异常数据的检出与处理。 数据处理前需要建立数据表格。在用e x c e l 将全部人体尺寸数据 资料输入时，为了方便数据的检索及汇总，必须采用统一的数据文件 第一章纸样快速生成的人体数据技术准各 格式，在对尺寸数据表格进行编辑检查时要注意，一方面要认真核对 电子版本的每个项目的指标是否与计测时的手工纪录相一致，同时还 要注意文件格式、项目格式的统一，而且不能遗漏，要边输入边检查， 及时修改、补充。 在计测的数据中，异常数据的存在是不可避免的，因为异常数据 对整体影响过大，必须进行了处理( 剔除或者规范) ，步骤如下：首先 计算出各计测项目的均值及标准差，将数据标准化；再确定异常数据 的范围( 例如士2 a ) ，然后据+ 2 6 原则筛选出异常数据( 假定其为错误 异常数据) ，即标准化数据后以- 。：2 6 为依据进行筛选；然后与手工纪录 的原始数据进行对照，如果是原始数据离散值太大则只能无条件剔除， 如果只是明显的笔误或者输入错误则尽可能的进行有根据的修改。这 样处理后的数据经计算分析过程的检验就达到了数据使用的要求。 1 z 2均值与标准差 均值的处理要采用加权平均法，用e x c e l 或者s p s s 都可以得出最 终结果如下： 表1 2均值与标准差 项目均值标准差项目均值标准差 身长1 6 9 2 27 8 8胸宽2 9 ，8 5 22 3 体重 6 2 7 79 7 5腰部宽2 64 42 4 1 头围5 6 8 l 1 9 5 臀宽 3 2 1 11 8 l 颈围3 8 2 5 29 6胸围厚2 1 6 921 4 胸围 8 87 06 2 0 前后腋间隔 1 1 5 71 5 3 前胸围 4 3153 8 9腰围厚2 0 2 330 6 后胸围 4 62 33 7 0臀部厚2 2 8 72 2 4 乳头间距 1 9 9 31 6 8腹部厚2 03 62 8 8 前胸宽 3 5 3 22 7 0前后中心距1 9 。6 92 0 3 后背宽3 7 2 0 2 8 3腹臀厚1 9 7 927 5 颈侧肩峰 13 9 81 4 4 颈侧点间隔 1 32 61 6 9 总肩宽4 26 6 2 9 0左肩倾斜角2 3 0 042 2 第一章纸样快速生成的人体数据技术准备 腰围 7 4 4 l 8 2 2右肩倾斜角2 3 8 04 1 2 前腰围 3 9 4 84 9 1颈后倾角2 3 7 9 7 9 3 后腰围3 72 3 4 0 3颈侧倾角1 9 8 51 0 6 2 腹围7 98 5 8 4 0前中心倾角1 2 1 25 6 l 臀围9 0 8 5 5 5 4后中心倾角6 6 54 7 4 前臀围 4 1 4 93 2 9后臀突倾角2 2 4 16 4 6 后臀围 4 8 9 73 8 4肩胛倾角1 7 5 86 8 2 腋围 4 10 33 5 7腰上背倾角1 3 9 l5 4 9 上臂围 2 7 3 23 0 1颈前高13 7 9 87 0 1 小臂围2 48 l1 8 1胸高1 2 2 0 767 7 颈前前腰 3 2 6 72 5 1腹部高9 7 7 65 6 3 背长 4 0 7 72 3 7脐高9 9 8 255 4 全臂长5 6 3 52 9 7肩峰高1 3 7 7 66 9 7 肩峰肘点 3 2 7 01 9 0腋高1 2 7 7 06 8 7 手掌长 18 6 4o8 6腰高1 0 6 9 26 1 2 总裆围7 9 0 3 6 2 2膝高4 6 4 23 2 3 大腿围 5 0 2 246 2颈椎高1 4 4 4 76 ，9 1 小腿围 3 5 5 82 7 3臀高8 3 2 85 5 2 脚长 2 5 5 211 3股下长7 5 2 75 2 8 颈侧前腰 4 0 7 72 4 4手臂前倾7 5 122 l 颈侧后腰 4 4 0 32 4 9立裆2 7 8 32 7 2 为了确保数据的可靠性，又对本次所测基本部位数据与 g b l3 3 5 - 9 1 中所给基本部位数据均值及标准差的做了一一对应的分 析，其差值如表1 - 3 所示： 表1 3基本部位均值与标准差比较 本次计测g b l 3 3 5 9 l差值( 本次g b ) 项目 均值标准差均值标准差均值标准差 身长1 6 92 27 8 81 6 7 4 76 ，0 91 7 51 7 9 颈椎高 1 4 4 4 76 9 11 4 2 9 15 6 01 5 61 3 1 第一章纸样快速生成的人体数据技术准各 腰高 1 0 69 26 1 21 0 0 5 84 4 46 3 41 6 8 颈围 3 8 2 52 9 63 6 8 32 1 114 2o 8 5 胸围 8 8 7 06 2 08 7 5 35 5 511 7o6 5 腰围7 44 l8 2 27 4 6 98 2 8 o7 2o 0 6 臀围9 08 5 5 5 48 9 2 35 2 4l6 2o3 0 总肩宽4 2 ，6 6 2 9 04 3 2 42 7 5o5 8o 15 全臂长 5 6 3 52 9 75 4 5 33 0 4 1 8 20 0 7 胸腰差 1 14 04 2 91 2 8 44 9 11 4 4o 6 2 胸臀差 2 1 63 5 61 7 03 3 504 6o2 1 腰臀差1 3 4 75 2 71 4 5 54 9 81 0 8o 2 9 由上表可知： 1 ) 所有项目的均值中，除了总肩宽、胸腰差、胸臀差以及腰围略 有减小外，其余都呈增大状态。 2 ) 高度方面，腰高增长最大，其次是身长、颈椎高： 3 ) 围度方面除了腰围略有减小外，胸围、臀围、颈围等都略有增 大，变化不太明显。 以上这些变化都表明目前我国成年男子的平均体型较g b l 3 3 5 9 1 中所测的全国成年男子平均体型更高大健壮，上下身的比例分配更加 协调。这充分说明了我国人民随着生活水平的不断提高，饮食方面更 注重营养，同时由于本次计测的对象是成年人，身体较为挺拔，没有 出现屈背等现象，身长较全国尺寸大一些。另外，从这个比较也可以 看到建立动态数据库的必要性。 第二章三维计测与数据格式转换 第二章三维计测与数据格式转换 2 1三维人体计测 m t m 系统的第一个步骤是要采集出人体信息，作为以后寻找相 近纸样及改板的基础。信息的采集主要是通过对人体进行计测，得到 其表面型值点的坐标，并以离散点的集合的形式给出，通过系统计算 得到部位尺寸。人体信息的采集有前面所提到的接触式人体计测方法 ( 马丁计测仪等) 以及非接触式人体计测方法。人体表面的特征曲线 反映人体的尺度特征与几何特征，是人体表面计测的主要目标。m t m 系统所进行的对人体表面进行计测的方法采用三维非接触式人体计 测。 三维人体计测系统有多种形式，但是基本原理采用双目成像，双 目成像是对人的双目系统的一种模拟，人脑在处理了由双眼取得的信 息以后，提供了有关眼前景物深度的感觉。其原理是利用c c d 摄像机 从不同方向拍摄二帧或二帧以上的二维图像，综合出人体特征线的三 维坐标【3 1 。 pt x 、 图2 1 为计测原理示意图，0 1 和0 2 为左右两架摄像机，p 为任意 空间三维物点，设其空间坐标为( 工，y ，z ) ，在摄像机i 和摄像机i i 像面上的像点坐标分别为尸。( 了，崭日尸：( j ：，y 涪 在以下论述中，假定摄像机0 1 与0 2 已标定，投影矩阵为m l 和 m 2 。有如下关系 4 1 【5 】： 露色 第二章三维计测与数据格式转换 州： 埘1 3 m ：m 毛 m 聊”1 磁m 矗 m 刍聊2 2 3 m 3 2 2 掰3 3 2 勿j 笛 其中，( 材l ，v i ，1 ) 与( u 2 ，v 2 ，1 ) 分别为p 1 与p 2 在各自图像中的图 像齐次坐标；( z ， y ，z ，1 ) 为p 点的齐次坐标； 坍： ( 七= 1 ，2 ；i = 1 ，2 ，3 j = 1 ，2 ，3 ，4 ) 分别为的第i 行第列元素。由上面两 式可得关于、y 、z 的四个线性方程组： g ，晰，1 ，一m 。1 。弦+ 0 。m ，1 ：一m ，1 。妒+ 0 ，m 。1 一m 。1 ，k = m ；。一”， ( 1 - 3 ) ( v j 硝，一m ：1 ，弦+ h 以：一i ：妒+ h 咄一m 羔) z = 以一屿( 1 - 4 ) ，7 0 。埘三一m 三弦+ 0 。脚刍一唬妒+ “埘刍一聊矗弦= m 矗一q ( 1 - 5 ) 、 h 嵋。一聊：2 。扛+ 0 ，m 刍一m 刍+ ( v l m 三一聊刍) z ：m 刍一v 1 ( 1 - 6 ) 由解析几何知，三维空间的平面方程为线性方程，两个平面方程 的联立为空间直线方程，该直线为两平面的交线，式( 1 3 ) 与( 1 4 ) 的联立的几何意义为直线o l p ，式( 1 - 5 ) 与( 1 - 6 ) 的联立的几何意 义为直线0 2 p 。由于p 是o l p 与0 2 p 的交点，必然满足上述方程。因 此可将上述方程联立求尸的坐标( x ，y ，z ) 。因已假设p l 与p 2 是空 间同一点p 的对应点，所以直线必相交，即四个方程必有解，而且解 唯一。上述公式中为包含三个未知数的四个方程，仅需三个方程就可 解出未知数。如能列出全部方程，可用最小二乘法解出最优解( z ，r ， z ) 即可。 本课题所使用的三维人体计测系统是f t c 2 系统。 t c 2 即t e x t i l ec l o t h i n gt e c h n o l o g yc o o p e r a t i o n ，l9 8t 年由美国 国家科学基金会发起成立制衣技术机构。主要为美国服装行业服务， 包括研究开发、技术咨询、培训i 教育，1 9 8 5 年机构更名为纺织服装技 r z ， y z i 广叫iiiiooil广叫ooooo趣 ii m m m -。l = 1，j 嘶h l 域商砖 r。l = 1 地叱 p。+，l 第二章三维计测与数据格式转换 术公司。2 0 0 0 年， t c 】2 和t r u e f i n d s c o r n ，i n c 公司合资成立i m a g e t w i n ， 至此其产品被称为：i m a g e t w i nd i g i t a lb o d ym e a s u r e m e n ts y s t e m ( 简 称b m s 系统) 。 t c t 2 分层轮廓计测系统介绍如下： b m s 系统是1 9 9 1 年 开始研制的，1 9 9 8 年第 一台3 d 扫描系统公开使 用。 t c l 2 的扫描仪是第 一台以服务服装工业为 开发目的的扫描系统，是 为了迎合服装业大规模 定制化的潮流而专门开 图2 - 2b m s 系统的硬件构成 发研制的。圉2 2 是系统的b m s 硬件构成。 【t c 】2 美国及服装技术中心选用白光分层轮廓计测方法，来取得全 身人体的三维描绘。与密珊云纹相似，它利用白色光源来投射正弦曲 线在物体表面。当物体不规则的形状令投射的密珊影子变形，产生的 图样将可表示其物体表面的轮廓，并用6 部摄影机检测，然后个别影 像将合而成为一 完整形象，并且 同时可以得出数 据。 其工作流程 如图2 3 所示。 光源投射 一光栅扫描 “侑m 图2 - 3 t c 】2 三位测量工作流程 影像合成 “” l 上叫一“4 j u ”“”1 三维转换一数据输出。 第= 章三维计测与数据格式转换 2 2 数据格式转换 在三维计测的格式数据繁多，有很多并不是我们所需要的数据， 而且此格式不能被m t m 系统接受，因此必须通过编程语言使之实现 数据的节选与格式的转换。 把三维计测所采用的输出格式与服装中所需要的关键部位以及关 键点、线的结合，得出以下用于m t m 系统中的尺寸格式： c u s t o m e r = l0 m e a s u r e 、a i s tf u l l = 7 4 1 6 m e a s u r en e c kf u l l = 3 7 0 7 m e a s u r eb u s tf u l l = 8 8 6 0 m e a s u r ec h e s tf r o n t = 4 3 2 7 m e a s u r ec h e s tb a e k = 4 4 0 9 m e a s u r es h o u l d e r 2 w a i s tf r o n tm a x = 4 3 2 3 m e a s u r es h o u l d e r 2 s h o u l d e rh o r i z o n t a l = 4 55 2 m e a s u r es h o u l d e r 2 s h o u l d e rt h r ub a c kn e c k = 5 37 3 m e a s u r e s h o u l d e r l e n g t h m a x = 5 5 0 6 m e a s u r e h i p s f u l l = 9 1 1 2 m e a s u r e h i p sf r o n t = 4 5 8 6 m e a s u r eh i d sb a c k = 4 5 2 6 m e a s u r ew a i s tf r o n t = 31 7 2 m e a s u r ew a i s tb a c k = 3 2 4 4 m e a s u r en e c k 2 w a i s tf r o n t = 3 8 4 6 m e a s u r eb u s tf r o n t = 4 3 4 8 m e a s u r eb u s tb a e k = 4 5 1 2 m e a s u r es i d e n e e k 2 b u s tl e f t = 2 40 8 m e a s u r eb u s t t o 、v a i s tl e f t = 2 2 2 7 m e a s u r e b u s t t o w a i s t r i g h t 2 2 2 2 7 m e a s u r eb u s t 2 b u s th o r i z o n t a l = l515 1 5 第二章三维计测与数据格式转换 2 3 顾客尺寸输入 服装纸样m t m ( 单量单裁) 系统的主要功能就是能够根据不同顾 客自身的身材尺寸，修改服装纸样，真正做到量体裁衣，个性化服务。 所以说，顾客自身的身材尺寸的准确检测和输入系统是尤为关键的。 系统提供手动与快速两种顾客尺寸输入方式。选择快速输入，系 图2 - 4 顾客尺寸输入及显示 统则激活连接三维人体计测仪，此时系统将快速传递三维人体计测仪 的检测数据( o r g ) 。 设计基于将现有的三维人体计测仪，通过u s b 接口能够随时方便 地和计算机连接起来传递数据，这样就能够达到将计测数据结果直接 输送到程序模块中的目的，优势在于跳过了人的中转因素，增加了快 速化程度，也就降低了出错的概率，得到的参数值也就更加精确。 第三章体型分类与体型识别 第三章体型分类与体型识别 根据己选定的款式、按照制定好的规格尺寸绘制出板型而且构成 了m t m 系统中的板型库。当个体各关键部位尺寸通过三维计测仪输 入m t m 后，系统应按照其尺寸在板型库中快速进行搜寻，找到与之 最接近的板型。选板是改板的重要前提，而合理正确的人体体型的划 分则是体型识别建立的前提。 3 1 人体体型评价指标及分类 3 1 1 常规评价指标 对人体体型进行胖瘦评价，通常所用的方法有：围度差，罗拉 ( r o r e l ) 指数和维克别( v e r v e c k ) 指数，聚类分析，胸围身长等。 1 ) 围度差 人体最主要的围度有胸围、腰围、腹围及臀围，它们的变化不 一定是同步的，例如相同的胸围，不同的腰围( 腹围或臀围) 就显出 不同的体型。因此不同围度的差值可作为区分体型的依据，且方法简 单易行，计测部位明确、精确，易于记忆，因而被一些国家标准所采 用。但其结果不一定准确。如：一个身长为1 6 0 c m ，净胸围b + 为7 0 c m ， 净腰围8 为6 0 c m 的个体，其b + w + = 1 0 c m ；另一个身长为1 7 0 c m ， 净胸围b + 为9 0 c m ，净腰围w + 为6 0 c m 的个体，其b 4 w + = 1 0 c m ；按 国标g b l3 3 5 9 1 中采用胸腰差的体型划分方法，二者都属于b 型体， 但要从外观上看，这两个人的体型却相差甚远：一个为胸、腰围都小 的纤纤细腰型，另一个却相对高大健壮。这说明只根据胸腰差并不能 把人体准确的定位。 我国现行的男子服装号型国家标准，根据胸腰围差把体型分为y 型、a 型、b 型、c 型四类，对应的胸腰围差如表3 1 所示。 表3 1中国成年男子体型分类标准表 体型类别y 型a 型b 型 c 型 胸腰围差c m2 2 1 71 6 1 2l l 76 2 第三章体型分类与体型识别 2 ) 罗拉指数和维克别指数6 j 罗拉( r o r e l ) 指数又称为身体充实指数，用公式表示为w l 3 l 07。 其中：w 一一体重( k g )；l 一身长 ( c m ) 。 据公式计算华东地区的标准体的罗拉指数为：w l 3 1 0 7= 6 1 8 6 1 7 1 3 8 3 1 07 = 1 2 2 9 华北东北地区的标准体的罗拉指数为：w l 3 1 07 = 6 5 3 3 l7 1 2 8 3 1 0 7 = 1 3 00 维克别指数( v e r v e c k ) 又称为体格营养指数，用公式表示为 ( w + b 。) l 1 0 0 。 其中：b 一一标准