（服装设计与工程专业论文）基于胸部形态分类的三维钢圈设计.pdf

t h r e ed i m e n t i o n a lu n d e r w i r ed e s i g nb a s e do n b r e a s ts h a p e sc l a ss i f i c a t i o n a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t so fb r ad e s i g n ，a n db a s e do nb r e a s ts h a p e sc l a s s i f i c a t i o n ，t h i s t h e s i si sm a i n l ys e ta t e x p l o r i n gaw a yo fo b t a i n i n gt h r e ed i m e n s i o n a lb r e a s ts h a p e sa n d c o m p a r i n gv a r i a t i o nf e a t u r e sb e t w e e ns h a p e so fn a t u r a la n dr e s h a p e db r e a s t at h r e ed i m e n s i o n a l u n d e r w i r ew a sd e s i g n e do nt h eb a s i so fr e s h a p e db r e a s t ，a n dt h ev a r i a t i o nl a wo fb r e a s tb o t t o m s h a p ew a sc o n c l u d e d f i r s t l y , s e v e r a lm e a s u r e m e n t sr e l a t e dt ob r e a s ts h a p ew e r es u m m e du p ，a n ds t a t i s t i c a l a n a l y s i ss o f t w a r es p s s16 0w a su s e dt oa n a l y z et h e s em e a s u r e m e n t s ，a n dk e y m e a s u r e m e n t so f b r e a s ts h a p ew e r ef o u n do u tw h i c ha r eu n d e r - b u s tg i r t ha n db r e a s td e p t hw i d t hr a t i o ( d w r ) t h e n ，t h eb r e a s ts h a p e sw e r ec l a s s i f i e da c c o r d i n gt ot h e “n e wb r as i z i n gs y s t e m ” s e c o n d l y , t a k et h ek i n do fb r e a s ts h a p ew h i c hp o s s e s s e st h eh i g h e s to c c u p a t i o nr a t i o ( n e w b r as i z i n g7 5 b 宰) f o re x a m p l e ，a ne x p e r i m e n tw a sd e s i g n e dt oo b t a i nt h eb r e a s t s h a p e sa n d c o m p a r et h ev a r i a t i o nb e t w e e nt h es h a p e so fn a t u r a la n dr e s h a p e db r e a s t t h e n ，t h r e e d i m e n s i o n a ls o f t w a r er a p i d f o r mx o rw a su s e dt om o d e lt h eb r e a s t su n d e ra v e r a g en a t u r a la n d r e s h a p e ds h a p e 4 8l i n e a rr e g r e s s i o nm o d e l sw e r ef i t t e d t od e s c r i b et h ev a r i a t i o nf e a t u r e s b e t w e e nn a t u r a la n dr e s h a p e db r e a s tb o t t o ms h a p e ，w h i c ht h ev a r i a b l ey r e p r e s e n t st h ea x ev a l u e o fr e s h a p e db r e a s tb o t t o ms h a p e ，xr e p r e s e n t st h ea x ev a l u eo fn a t u r a lb r e a s tb o t t o ms h a p ea n d b r e a s tm e a s u r e m e n t s a sl o n ga st h en a t u r a lt h r e ed i m e n s i o n a lb r e a s t s h a p ed a t aw a sg o t ， ：一 r e s h a p e dt h r e ed i m e n s i o n a lb r e a s ts h a p ed a t ac o u l db ec a l c u l a t e d l a s t l y , t w ot h r e ed i m e n s i o n a lu n d e r w i r ew a sd e s i g n e di na c c o r d a n c ew i t ht h ea v e r a g e n a t u r a la n dr e s h a p e db r e a s t a f t e rc o m p a r i n gt h es h a p e sb e t w e e nt h et w ot h r e ed i m e n s i o n a l u n d e r w i r e ，i tc a nb es e e nt h a tt h es h a p eo ft h r e ed i m e n s i o n a lu n d e r w i r ew a sc h a n g i n gw i t ht h e b r e a s tb o t t o ms h a p e ，a n di ts h o u l db et os a t i s f yt h er e q u i r e m e n t so ff i ta n dc o m f o r tb yb r a k e yw o r d s ：b r e a s ts h a p e ；t h r e ed i m e n s i o n a lu n d e r w i r e ；n e wb r as i z i n g s y s t e m ；s o f t a n t h r o p o m e t r i cm a n n e q u i n ；m e a s u r e m e n t ；f a c t o ra n a l y s i s ；l i n e a rr e g r e s s i o n 目录 第1 章绪论1 1 1 课题研究背景1 1 2 国内外研究现状及分析2 1 2 1 关于胸部形态的研究2 1 2 2 关于胸部美的研究5 1 2 3 文胸钢圈的研究6 1 2 4 三维建模技术的研究6 1 3 课题研究目的及意义一7 1 4 课题研究内容及方法8 1 4 1 胸部形态的分类分析8 1 4 2 探索设计形态胸部模型的构建方法8 1 4 3 探索胸部底部形态的变化规律9 1 4 4 三维钢圈的设计9 第2 章胸部形态分类分析1o 2 1 基础人体数据的获取方式1 0 2 2 本研究中测量项目的选取1o 2 2 1 参考文胸制板方法1 0 2 2 2 参考现有文胸号型标准一1 1 2 2 3 参考现有研究中的常规测量项目1 3 2 2 4 本研究中测量项目的归纳1 4 2 3 测量数据分析2 l 2 3 1 数据分析方法2 1 2 3 2 相关分析2 l 2 3 3 主成分因子分析2 l 2 4 小结2 7 第3 章探索设计形态胸部模型的构建方法2 8 3 1 方法论探索2 8 3 1 1 胸部网状标线2 8 3 1 2 胸部造型标线工具建模3 0 3 2 胸部塑形实验31 3 2 1 实验目的3 l 3 2 2 实验设备、材料及工具3 l 3 2 3 志愿者的选取3 1 3 2 4 乳房塑形依据31 3 2 5 实验步骤3 2 3 2 6 实验结果讨论。3 4 3 3 数据提取：一3 5 3 4 胸部形态建模3 6 3 5 ，j 、结4 0 第4 章探索胸部底部形态的变化规律4 l 4 1 研究方法4l 4 2 测量项目的提取4 l 4 3 数据分析4 1 4 4 卅、结4 9 第5 章三维钢圈的设计5 0 第6 章结论一5 2 参考文献5 4 附录5 7 攻读硕士学位期间发表的学术论文9 l 致谢9 2 i v 附图清单 图1香港理工大学柔性人台p l 图2t u k a 公司推出的柔性人台p 1 图3 胸部形态划分p 3 图4 新文胸号型的两个关键要素p 5 图5 乳房边缘的立体化定义p 5 图6 胸部结构黄金比例关系p 6 图7 美的胸部位置p 6 图8 宽度和厚度测量项目及定义p 1 4 图9 围度测量项目及定义p 1 4 图1 0 体表长度和高度测量项目及定义p 1 5 图1 1细部尺寸测量项目及定义p l5 图1 2 二维测量项目及定义p 1 6 图1 3图1 3 三维测量项目及图示p l7 图1 3图1 3 三维测量项目及图示( 续)p l7 图1 4 面积和体积测量项目及定义p 1 9 图1 5 乳房底部曲线形态测量项目及定义p 2 0 图1 6 主成分因子分析碎石图p 2 2 图1 7 第l 主成分( 胸部整体形态) 两端体型对比图p 2 3 图1 8 第2 主成分( 乳房丰满度) 两端体型对比图p 2 4 图1 9 第3 主成分( 乳房横截面内侧形念) 两端体型对比图p 2 4 图2 0 第4 主成分( 乳房横截面外侧形态) 两端体型对比图p 2 4 图2 l第5 主成分( 乳房纵截面形念) 两端体型对比图p 2 5 图2 2第6 主成分( 乳房方向) 两端体型对比图p 2 5 图2 3 胸部横截面图p 2 9 图2 4 胸部网状标线示意图p 2 9 图2 5 胸部标线工具模型截图p 3 0 v 图2 6 美的胸部位置p 3 2 图2 7 美的胸部角度p 3 2 图2 8等边三角形定位工具模型截图p 3 3 图2 9 胸部造型标线工具模型实物p 3 3 图3 0 等边三角形定位工具模型实物p 3 3 图3 l胸部塑形前后对比图( 正视图) p 3 4 图3 2 胸部塑形前后对比图( 侧视图) p 3 4 图3 3胸部塑形前后合并对比图( 侧视图) p 3 5 图3 4 胸部塑形前后合并对比图( 俯视图) p 3 5 图3 5 三维坐标示意图p 3 5 图3 6 胸部表面各点的命名规律p 3 6 图3 7 胸部底部曲线及各等分点p 3 6 图3 8自然形态胸部模型( 左) 和设计形态胸部模型( 右) p 3 7 图3 9自然形态和塑形后胸部表面网状标线的侧视和正面重叠对比图p 3 7 图4 0自然形态和塑形后胸部模型的侧视和俯视合并对比图p 3 8 图4 l自然形态和塑形后胸部硅胶模型p 3 8 图4 2号型7 5 b * 的胸部底部曲线形态p 5 0 图4 3 号型7 5 b * 的自然状态下( 左) 和塑形后( 右) 的三维钢圈模型p 5 0 图4 4 号型7 5 b * 的自然状态下( 左) 和塑形后( 右) 的三维钢圈与胸部贴合图 图4 5 号型7 5 b * 的自然状态下( 左) 和塑形后( 右) 的三维钢圈实体p 5 1 v i 附表清单 表1几种文胸制板方法及测量项目 p 1 1 表2 与胸部相关的常规测量项目p 1 3 表3 其它测量项目及说明p 2 0 表4因子分析中的各主成分主要参数归纳表p 2 3 表5 适合中国女性的新文胸号型系统p 2 6 表6 新文胸号型系统的占有率p 2 6 表7 胸部塑形前后各细部测量尺寸及变化值p 3 9 v i l 北京服装学院硕十学位论文 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 文胸的设计过程是对胸部形态进行再塑造的过程。在此过程中，既需要实现对胸部自 然形态的美化，同时又需要兼顾身体对穿着舒适度的要求。依据其功能，文胸可以分为一 般型和功能型，不同功能的文胸对三维钢圈形态的需求各不相同。钢圈在文胸的塑形过程 中起着举足轻重的作用，其形态构成直接影响到文胸的结构设计，而其素材的选择及与面 料的搭配使用则会影响到文胸的穿着舒适度。研究表明，相对于硬质人台，柔性人台能更 加准确地表达真实人体的特征，尤其是其胸部对真实女性胸部的模拟【，同时三维钢圈可 以更好地适合胸部底部形态、并起到相对舒适的塑形和支撑作用【2 】。 尽管内衣业急需能够真实反映人体形念、同时又具备一定美化功能、可以适度实现主 客观评价的柔性人台，但目前对于柔性人台的研制还处于初期阶段。香港理工大学于2 0 0 5 年研发了世界上首个柔性人台( 如图1 ) ，这种柔性人台可以用于内衣、底裤和腹带的试衣。 人台的脊柱、胸腔、骨衙和大腿骨( 腿节) 是由人造骨骼构建而成，外壳层由与人体弹性 相似的聚氨酯泡沫构成，胸部由硅胶材料填充，使得胸部可以任意改变形状和大小，在一 定程度上满足展示和试衣的要求【引。 图1香港理工大学柔性人台图2t u k a 公司推出的柔性人台4 t u k a t e c h t 4 1 公司( 同本) 推出了几种柔性人台，包括男性和女性，其中女性人台 3基 第1 章绪论 根据用途不同分为两类：一类是全身均是柔性的，一类是只有乳房是柔性且可以移动的， 身体其它部位则是硬质的，如图2 。它们由一种特殊的弹性材料制造而成，并且是可以被 针扎，但是扎的次数过多会破坏材料。 尽管上述人台在一定程度上实现了对人体柔软度的模仿，但共同的缺点是：1 ) 仅模 仿单一人体形态，缺少对群体的形态归纳；2 ) 欠缺人台与文胸设计过程的联结点，无法 在现有人台上相对较好地实现文胸的立裁设计过程；3 ) 缺乏适度的钢圈( 支撑物) 固定 及塑形设计，长时间使用会造成人造乳房下垂。 本研究拟在胸部三维形态分类分析的基础上，重点探讨在文胸的设计过程中，以美的 胸部形态塑造为前提，胸部整体造型由自然形态到美的形态的过渡变化，尤其是以胸部底 部形态为设计依托的钢圈形态变化，从而在一定程度上解决上述问题。 1 2 国内外研究现状及分析 结合本课题的研究内容，下面主要针对胸部形态、胸部美、文胸钢圈以及三维建模技 术这几个方面进行综述。 1 2 1 关于胸部形态的研究 1 2 1 1 胸部具体形态的研究 陈振峰等【5 】测量了1 0 0 名女大学生的乳房形态，对胸乳线、锁乳线、乳头间距、乳头 垂直位置、乳头距乳房的内、外缘距离等测定结果进行逐步回归分析。提出计算胸乳线、 锁乳线、乳头间距的回归方程式。并指出胸乳线、锁乳线、乳头间距、乳头垂直位置与身 高、体重、臀围、肩宽等关系密切，通过计算上述指标，可准确地确定乳房位置。 常丽霞等【6 】测量了2 7 0 名中国西部地区年龄在1 8 3 0 岁之间的青年女性，对身高、胸 点高、乳j 日j 距、胸径比等3 5 个测量项目的数据进行基本统计分析和聚类分析，提取特征 变量，并参照乳房的立体形态进行分类，将青年女性乳房细分为9 类，即：瘦扁型、瘦中 型、瘦挺型、中扁型、适中型、中挺型、胖扁型、胖中型、胖挺型。 潘健华【7 1 在服装人体工效学与服装设计一书中将乳房形念分为：圆盘形、半球形、 圆锥形、下垂型。张龙琳【8 】在文胸罩杯与胸部形态的适体度研究中将胸部形念分为圆盘型 ( 扁平型) 、半球型、标准型、圆锥型( 纺锤型) 、下垂型和鸟嘴型六个类型。 2 北京服装学院硕士学位论文 ( a ) 圆盘型( b ) 半球型( c ) 标准型( d ) 纺锤型( e ) 下垂型( f ) 鸟嘴型 图3 胸部形态划分1 3 i 梁素贞等【9 1 根据现代人的乳房审美标准及不同乳房形态对文胸功能要求的不同，将乳 房基本形态分为：内敛偏高型、内敛中间型、内敛下垂型、外阔偏高型、外阔中间型、 外阔下垂型、中间偏高型、中间下垂型、标准型9 种类型。 何国英等【1 0 】将乳房形态分为正常类和异常类，正常类包括半球形、圆锥形、球锥形； 异常类包括扁平形、瘦小形、肥大形、下垂形、萎缩形，其中肥大形包括轻度肥大、中度 肥大、重度肥大，下垂形包括轻度下垂、中度下垂、重度下垂、松软下垂、重力下垂、萎 缩下垂。 1 2 1 2 胸部测量方法的研究 查选平等【】经对比不同的乳房测量方法后，得出m r i ( 核磁共振成像) 才应是目前 乳房形态测量的“金标准”方法，文中指出一些乳房测量项目的界定不够明确，如：用于 反映乳房基底大小的乳房内侧、外侧及下侧半径分别界定为乳头至乳房内侧隆起处、乳头 至乳房外侧隆起处、乳头至乳房下皱襞，起点和止点均不明确。l a s z l ok o v a c s 1 2 1 等通过对 比四种乳房体积的测试方法，即：三维扫描仪、核磁共振成像( m r i ) 、热塑成型和人体测 量，最终得出m r i 的测量精度最高，其次是三维扫描仪、人体测量以及热塑成型。 1 2 1 - 3 胸部形态分析方法的研究 z h e n g 等【1 3 】测量了4 5 6 名年龄在2 0 3 9 岁的中国女性，通过主成分因子分析法和 k m e a n s 聚类分析法对9 8 个三维测量项目和5 个补充的手- r 澳j j 量项目进行分析，用总体体 态、乳房体积、乳房内侧形态、乳房外侧形态、身高比例、乳房方向、乳房上部倾斜度、 乳房下部形态等8 个因子来描述胸部的形念分类。z h e n g 等建议新文胸号型系列保留乳下 围尺寸作为控制项目艺一，并采用乳房深度与宽度的比值所形成的d w r ( 乳房深宽度比) 3 第1 章绪论 来替代原有号型标准中的“上下胸围差 ，如图4 。 c a t a n u t o 等【1 4 】通过对手术i j 后的乳房进行三维扫描，根据乳房根围问隔、乳房表面测 量值、乳房角度、曲率、对称性和乳房承受物六项参数采用b s a ( 乳房形态分析仪) 对乳 房进行分类，对比手术前后扫描并经数据处理得到的乳房各项参数，分析手术前后乳房各 个细节的变化情况。 谷林等【i5 】利用激光三维人体扫描技术获取人体长度和围度数据，通过对人体胸、腰、 臀部位的截面曲线进行对比，提出应按照胸、腰、臀型分类法来描述人体围度特征。通过 各部位形状变化的特征点和特征尺寸的相关性分析( s p s s ) ，对人体各基础部位分别应用 快速样本聚类法( k m e a n sc l u s t e r ) 进行分类，制定出各部位的分类指标。 1 2 1 4 乳房体积测量方法的研究 针对乳房体积的测量，k a t a r i y a 1 6 】通过乳房的x 线照片来测量乳房的体积，他假设乳 房形态为一个规则的圆锥体，从而通过圆锥体的公式计算乳房的体积；m a l i n i 等【1 7 】用超 声波扫描l e n a 的纵向和横向乳房切片，然后计算整合的体积；s m i t h 等【1 8 1 用石膏复制一个 女性的乳房，将沙子注满石膏模具，沙子的体积即为该女性乳房的体积。 l o u g h r y 等【1 9 郐】采用生物立体测量分析法分别在1 9 8 7 年和1 9 8 9 年研究了2 4 8 名和5 9 8 名女性的左、右乳房体积，并通过近景立体摄影分析了乳房的形态。 f o w l e r 等【2 l 】利用磁共振成像技术分析了女性月经周期内乳房形态、构成的变化； e d s a n d e r - n o r d 等【2 2 】用穿孔的2m n l 厚的热塑性塑料片制作阴模乳房复制品，然后用胶片 覆盖孔，通过测量注入水的体积得到乳房的体积。文献【2 3 1 的研究者通过将乳房浸入与人体 体温相同的水中，重复三次取平均值，水的体积变量即为乳房的体积。 l e e 掣2 4 】基于解剖学，运用折线的方法为女性乳房定义了连续且自然的边缘线，并建 议将平均曲率半径作为定义乳房基底线的有效参数。 z h e n g 2 】以1 c m 为问隔由前向后切割人体，在胸部设定了2 0 个关键点，对乳房边缘作 了新的定义，同时为乳房体积的立体化测量奠定了基础，如图5 。 4 北京服装学院硕十学位论文 图4 新文胸号型的两个关键要素1 1 3 i图5 乳房边缘的立体化定义1 1 3 l 目前，胸部形态的分类研究主要基于体表测量数据来展开，分析并提取描述乳房形态 的重要参数，按不同的聚类方式对乳房形态进行分类，分析不同形态乳房的特征，从而为 文胸的设计与号型的制定提供依据。 1 2 2 关于胸部美的研究 维纳斯胸部的整体美不仅表现在乳房这个局部，还表现在它的位置与胸部结构的关系 正处于一种黄金比例关系，这是视觉中最佳的比例关系。如图6 所示，锁骨至左胸点的距 离( m ) ：两乳峰距离( n ) ：左胸点到左后肩胛骨的距离( 1 ) = 4 ：5 ：6 ( m ：1 1 ：l = 4 ：5 ：6 ) 【2 5 1 。研 究指出，理想的胸部乳房必须具备下述条件：1 ) 如果从肩端点到肚脐连一条线，那么乳 头应当在这条线上，如图7 所示；2 ) 从人体侧面看，乳腺组织丰满，状如半球；3 ) 从头 项n - l 点的距离基本等于2 个头长【2 6 1 。 陈振峰等【5 】对乳房形态及乳房的常规体表定位进行了研究，并认为完美的乳房形态应 具备以下条件：两侧胸点与前颈窝点的连线为等边三角形，且胸点至乳房外侧边缘与胸点 至内侧边缘的比值接近0 6 1 8 。据欧洲美学的古典法则和比例【2 7 】：从额下缘到乳头连线中 点，从乳头连线中点到脐和两乳头间距都是一个头长，从额下缘经乳头到脐的连线是个正 菱形，从脊柱到乳头连线的夹角大约是5 0 。，乳房的半径和应是胸围的1 4 ，乳房的高度 应是乳房的半径的1 4 。 第1 章绪论 图6 胸部结构黄金比例关系1 2 5 1图7 美的胸部位置1 2 6 i 孙超【2 8 】在城市女性胸部美的量化研究中，通过多种方法分析评价与测量数据，得出 胸部整体美的影响因素，并用具体数值、比例进行了详细说明：胸部形态与整体形态被认 为美的人，其b p 点高度与身高的比值均为o 7 l ，且由前颈点与两侧胸点构成的胸前三角 形，同为近似于等边三角形的顶角略小于6 0 0 的等腰三角形；胸部形态美的人其身体各部 位比例据有一定的共性，b l 位宽度、c l 位宽度、u b l 位宽度的比约为2 1 ：2 0 ：1 9 ；c l 位 厚、b p 点位厚、u b l 位厚的比值约为：1 l ：1 2 ：1 0 ：c l 围、b l 围、u b l 围的比值可近似 为9 ：1 0 ：8 ；且与整体形态被认为美的人各部位所具有的比例标准基本一致。吴意光等【2 9 】认 为正常的乳房位于胸前第2 至第6 肋间，内起胸骨旁，外达腋前线，乳房高度不超过基底 横径的1 3 ，乳房下皱襞与乳房下端相符，体积约为2 5 0 3 5 0m l ，乳房形态以半球形最佳。 1 2 3 文胸钢圈的研究 吕唐军【3 0 1 指出乳房前中边缘点、下胸围边缘点和后侧边缘点不在一个平面内，因此 文胸钢圈也不应是传统的二维形态。z h e n g 2 】利用三维人体扫描数据，针对新文胸尺码【1 3 】 的7 5 b 的4 9 个胸部底部点云数据进行分析，定义了1 5 个关键点来描述胸部底部的自然形 态，获得了该1 5 个点的空i 白j 坐标点及曲率构成，并最终通过统计分析形成了具有一定群 体代表特征( 7 5 b ) 的三维钢圈形态。 1 2 4 三维建模技术的研究 根据建模方式不同，建模软件可分为逆向工程软件和三维软件两种。逆向工程是指从 6 北京服装学院硕+ 学位论文 实物上采集大量的三维坐标点，并由此建立该物体的几何模型，进而开发出同类产品的技 术。逆向工程与一般的设计制造过程相反，是先有实物后有模型。仿形加工就是一种典型 的逆向工程应用。三维钢圈的设计主要通过三维建模的方式进行。目前三维人台建模的方 法主要有线框建模、实体建模、三角片网格建模、曲面建模建模等，这些方法在运算速度、 模型可控性和模型光滑性等方面各有所长。目前商业化的人体建模软件主要有p o s e r 、m a y a 箜 3 h 可 o s h r e i n e r 等人【3 2 】利用v c + + 按体型变化的原理编写相应的个性化服装人台程序。程 序输入个性化特征截面的前后围度、宽厚度和长度尺寸参数，程序先自动进行与标准人台 相应截面前后围度比的比较，根据结果分别对截面按照均匀变化方式或非均匀变化计算个 性化人台表面数据，应用o p e n g l 的图形功能即实现了不同体型的个性化服装人台的仿真 建模。 张宏铭【3 3 】首先用超椭圆或椭圆组合曲线仿真人体各部分横截面，根据人体测量学和 人体解剖学的统计规律推测建模所需的其他参数。然后根据参数和各特征点用多个n u r b s 曲面进行拟合，在对多个n u r b s 曲面进行拼接后，最终得到个性化的三维人体模型。 李宋明等【3 4 】利用p o s e r 软件获取三维人台数据，在v c + + 框架下，结合o p e ng l 技 术，采用三角网格法生成服装三维人台。 基于上述综述内容发现，尽管目前的研究已在柔性人台的开发、胸部形态聚类、胸部 美以及三维建模技术等方面做了很多工作，但具体到文胸设计过程的胸部形态聚类、胸部 的塑形与三维钢圈形态设计等方面依然还存在着很多待解决的问题。因此，本课题主要解 决柔性人台上乳房的固定和塑形问题，即乳房形态的分类和三维钢圈的设计。 1 3 课题研究目的及意义 本课题的研究目的是针对文胸的实际设计需求，在胸部形态分类的基础上，重点探索 胸部从自然形态到美的形念的塑形过程中，胸部三维形态的自 后变化特点，然后根据塑形 后的胸部形态设计三维钢圈。 通过本课题的研究，可以结合设计需求对女性的胸部形念进行科学的分类，在胸部形 态研究方面具有一定的理论意义：三维钢圈可用于未来柔性人台的研发，通过与“人造乳 房”的匹配，在有效塑造“柔性乳房形念的基础上，为文胸的立裁设计提供可能性，此 7 第1 章绪论 外，三维钢圈也可直接用于文胸设计，具有一定的现实意义。 1 4 课题研究内容及方法 1 4 1 胸部形态的分类分析 胸部形态分类是钢圈结构设计的基础，是文胸设计的参考依据。本课题期望在现有文 胸尺码研究的基础上，探讨胸部形态分类与文胸设计之间的关系，提取有效的胸部测量项 目，为进一步的钢圈设计和文胸结构设计奠定基础。 大致的研究方法如下： 1 ) 设定胸部形态测量变量( 测量项目) ：参考现有文胸制板方法、文胸号型标准以及 常规的测量项目来设定与胸部形态相关的测量变量，如胸围、胸下围、乳房宽度、 乳房深度等： 2 ) 数据分析：采用s p s s 统计分析软件中的基本统计分析、相关分析、因子分析等数 据分析方法，从设定的测量项目中选出与胸部形态密切相关的关键测量项目，用 于胸部形态的分类分析； 3 ) 参考现有文胸号型系统及现行文胸设计、制板过程中涉及的重要元素，探索适用 于胸部形态分类的相对合理的方法，并探讨根据理想的胸部形态与自然形态相结 合的分析方法来进行分类分析的可行性，最终选择一种合适的方法将胸部形态分 为若干类，为后续研究奠定基础。 1 4 2 探索设计形态胸部模型的构建方法 在胸部形态分类结果的基础上，以占有率最高的一类胸部形念为例来探索设计形念胸 部模型的构建方法。本课题根据相关美学标准，通过胸部塑形实验，将符合此类胸部形态 的若干名志愿者的胸部塑造到理想的位置及形念，获取自然状态下和塑形后美的胸部三维 形态数据，对比胸部在塑形自仃后的变化特点，并用三维建模软件构建该类胸部形态在自然 。 状念下和塑形后的平均胸部模型，塑形后的胸部模型作为该类胸部形态的胸部设计形态用 于三维钢圈以及文胸的设计。 若该方法可行，则可以将其应用到其它胸部形念中去，将获得的适合于各类胸部形态 8 北京服装学院硕士学位论文 的若干个标准胸部模型应用到钢圈、文胸、内衣等的设计、生产中，以提升文胸及内衣的 美感及适体度。 1 4 3 探索胸部底部形态的变化规律 根据获得的塑形前后胸部底部各点的三维坐标以及胸部细部测量项目，试图寻找到塑 形f ； 后胸部底部形态的变化规律。以塑形后胸部底部各点坐标( x ，y z ) 为y 值，自然状 态下胸部底部各点坐标( x ，xz ) 以及各胸部细部测量项目为x 值，寻找他们之间的线性 关系。找到他们之间的线性关系之后，当知道一组自然状态下的数据时，便可获得塑形后 胸部底部的形态数据，从而应用于后续研究。 1 4 4 三维钢圈的设计 在胸部形态分类和胸部设计形态建模的基础上，参考现有文胸钢圈的设计方法以及文 胸设计分类中的主要分类方法，在已经获得的标准胸部模型的基础上设计具备美的塑形功 能的三维钢圈形态。 9 第2 章胸部形态分类分析 第2 章胸部形态分类分析 2 1 基础人体数据的获取方式 本课题采用北服爱慕人体工学研究所于2 0 0 3 年测量获取的4 5 6 个年龄在2 0 3 9 岁之 间的女性人体数据作为研究的基础数据。同时，处于2 0 3 9 岁年龄段的女性j 下是购买内衣 的主体人群，身体形态特征发育成熟，较适合作为研究对象。这4 5 6 个志愿者的数据包括 一维手工测量、二维照相计测及v o x e l a n 三维扫描的数据，经过数据处理，该数据样本已 经完成了初步的探索性分析，剔除了奇异值，可以直接用于后续研究分析。 v o x e l a n 三维扫描仪的扫描时间约为5 1 0 s ，环境温度：2 5 2 ，湿度：6 0 1 0 ，符 合裸体测量的环境标准。被测量者三维扫描数据的获取姿势为自然站立，头部的耳、眼保 持水平，两脚分开间隔2 0 e m ，双手张丌约4 5 0 角胃于身体两侧，胸部保持自然站立时的裸 体状态，主体保持自然呼吸。被测者仅穿着特制肤色贴身内裤，上身裸体状态，裸足。计 测内裤号型包括s 、m 、l 、x l 、x x l ，有一定弹性，着装后既不会松弛也不会引起褶皱， 对人体压力较小，尤其腰围和腿部松紧适宜，不会对人体造成勒痕。 使用v o x e l a n 扫描仪配套软件3 dr u g l e 3 与三维逆向工程软件r a p i d f r o m ，对人体三维 扫描数据进行测量，获取人体相关部位尺寸。 2 2 本研究中测量项目的选取 2 2 1 参考文胸制板方法 基于本课题的最终目标，即：探索胸部从自然形态到美的形念的塑形过程中胸部三维 形态的自订后变化特点，从而服务于文胸设计，故在研发的每个阶段都需要考虑其与文胸设 计相关的各个因素，例如：文胸制板。本课题参考了目自订内衣企业使用较多的几种文胸制 板方法( 见附录1 ) ，归纳出文胸制板过程所需的基本人体测量项目，并根据课题研究特点 适当增减测量项目，以用于后续研究。 几种主要文胸制板方法及归纳出的制板所需的测量项目如表l 所示。 i o 北京服装学院硕士学位论文 表l 几种文胸制板方法及测量项目 归纳以上文胸制板所需测量项目，得到以下测量项目：胸围、u b l 围、腰围、b p 位 宽、肩宽、背宽、背长、c l 位高、下胸高、乳间距、背沟宽、b p 至内缘点的体表长度、 b p 至外缘点的体表长度、乳房根围高、乳房根围宽、b p 至u b l 的体表长度、乳房根围曲 线形态。 2 2 2 参考现有文胸号型标准 传统的文胸号型标准是以乳下围的尺寸作为号、以胸围与乳下围的差值作为型，但是 女性的胸部形念千差万别，穿同种号型文胸的女性胸部形态可能相差很大。这是因为乳下 围和上下胸围差这两个测量项目描述的仅仅是女性胸腔的围度项尺寸，并不能体现出女性 胸部的完整形态特征。传统的文胸号型分类方式已经在一定程度上限制了文胸设计中的合 体度和舒适度的提升。 为了获得更有效的胸部分类方法及更合理的文胸号型体系，研究者做了一定的探索。 在医学领域，p e c h t e r p s 】认为传统的文胸号型系统并不准确，他强调了乳房外表面长度是影 响罩杯尺寸很重要的因素，他还测量了裸体状念下乳房外缘点经乳点到内缘点的体表长 度，并提出：长度为7 c m 时对应“a ”罩杯、8 c m 时对应“b ”罩杯、9 e m 时对应“c 罩 第2 章胸部形态分类分析 杯，每增减i o n 罩杯尺寸相应增减一档。但是，k a n h a i 和h a g e t 3 9 】却认为以上公式只适用 于乳下围为7 5 的群体，b 罩杯在胸腔较大和较小的人群中具有不同的尺寸和体积，当乳房 外表面长度为8 c m 时，对应的文胸号型可能是7 5 b ，也可能是7 0 c 和8 0 a 。虽然一些研究 提出了新的文胸号型系统，并作出了评价，但是大都基于二维的测量方法，没能体现三维 的胸部形态。m o r r i s 等1 4 0 通过将胸部塑造到理想的位置和形态的方法来计测三维胸部的尺 寸。 在“新文胸号型”系统中，z h e n g 等【1 3 】经研究指出，建议新文胸号型系列保留乳下围 尺寸作为控制项目，并采用乳房深度和乳房宽度的比值( 即：乳房深宽比d w r ) 来替代 原有号型标准中的“上下胸围差 。在这里，乳房深度与乳房宽度很好的体现了乳房的横 截面形态，而乳房深宽比( d w r ) 能在一定程度上描述乳房的丰满程度，对于文胸的设计 有着重要的指导意义。因此，乳房深度和乳房宽度作为本论文的必选测量项目进入后续分 析研究。 1 2 北京服装学院硕士学位论文 2 2 3 参考现有研究中的常规测量项目 参考一维手工测量、二维照相测量以及三维扫描测量获得的主要胸部测量项目，同时 考虑到本课题研究目的的需求，提取与胸部相关的常规测量项目，结果如表2 所示。 表2 与胸部相关的常规测量项目 测量方法测颦项目 宽度c l 位宽度、b l 位宽度、乳间距、u b l 宽度 厚度c l 位厚度、b l 位厚度、u b l 厚度、b l 位中心厚度 嗣度c l 围、胸围、u b l 围 手工测量 s p 2 至b p 点的体表长度、f n p 至r b p 的体表长度、f n p 体表长度 至l b p 的体表长度 b p 点至u b l 的体表长度、b p 点至u b l 的距离、乳房外缘 细部尺寸 点经b p 点到内缘点的体表k 度、内缘点间距、乳房深度 左右b p 点与f n p 所成二角形角l 、左以b p 点与f n p 所成二角形角2 、 二维测鬣左右b p 点与f n p 所成二角形角3 、乳房上部内角、乳房卜i 部内角、乳房 纵截面角度、乳房上部乖直角度、乳房卜部币直角度 乳房水平截面内侧宽度、乳房水平外侧宽度、乳房内侧宽度、乳房外侧 宽度、乳房水平截面厚度a 、乳房水平截面厚度b 、乳房水平截面内侧弧 线长、乳房水平截面外侧弧线k 、乳房水平截面角度、乳房水平截面角 度a 、乳房水平截面角度b 、乳房水平截面角度c 、乳房水平截面三角形 三维扫描 边长a 、乳房水平截面二角形边kb 、乳房最低点剑乳房宽度线住水平 截面的垂直距离、乳房最低点剑外缘点在水平截面的深度、乳房深度、 b p 点剑乳房最低点在水平截面的距离、乳房横截面面积、乳房根i 韦i 曲线 形态、乳房根同曲线宽度、乳房根同曲线高度 第2 章胸部形态分类分析 2 2 4 本研究中测量项目的归纳 归纳以上参考各个方面获得的测量项目，共获得7 5 项用于胸部形态分析的测量项目。 其中，宽度和厚度测量项目包括：c l 位宽、b p 点位宽、u b l 位宽、b p 点间距1 、b l 位 中心厚、c l 位厚、b p 点位厚、u b l 位厚、上臂皮脂厚、厚背皮脂。具体位置及说明如图 8 。 c l 8 l u 8 l 测量项目测量定义 lc l 位宽过腋下点横截面的宽度 2b p 点位宽 过b p 点横截面的宽度 3 u b l 位宽过乳房下缘点横截面的宽度 4b p 点问距l 左、右b p 点之间的水，p 距离 5b l 位中心厚 过b p 点横截面的中心厚度 6 c l 位厚过腋下点横截面的厚度 7b p 点位厚 过b p 点横截面的厚度 8 u b l 位厚过乳房下缘点横截面的厚度 9 i ：臂皮脂厚右臂脂肪最厚处的皮脂厚度 l o 后背皮脂右侧后背脂肪最厚处的皮脂厚度 图8 宽度和厚度测量项目及定义 围度测量项目包括：c l 围、b l 围和u b l 围。具体位置及说明如图9 。 体表长度和高度测量项目包括：s p 2 至b p 的体表长度、f n p 至r b p 的体表长度、f n p 至l b p 的体表长度、b p 至u b l 的体表长度、前长、后长、身高。具体位置及说明如图 l o 。 c l b l u b l 测量项廿 测量定义 l lc lm 过腋下点用皮几水、i n ；i 一蚓的k 1 2b ln 爿 过b p 点用皮八水、i n ；| m 的k 1 3u b l 嘲 过乳房下缘点用皮j t 水、川i ；| 一嘲 图9 围度测量项目及定义 1 4 一b 北京服装学院硕士学位论文 测量项目测量定义 1 4s p 2 至b p 的体表长度 右侧s p 2 点至右侧b p 点的体表长度 1 5 f n p 至r b p 的体表长度前颈点至右侧b p 点的体表长度 1 6f n p 至l b p 的体表长度前颈点至左侧b p 点的体表长度 1 7b p 至u b l 的体表长度b p 点至乳房下缘点的体表长度 1 8 前长右侧颈侧点经右侧b p 点至腰围线的体表长度 1 9 后长右侧颈侧点经右侧肩胛骨点至腰围线的体表长度 2 0 身高赤脚自然站立时，从头顶到地面的高度 图l o 体表长度和高度测量项目及定义 测最项目测最定义 2 1b p 至u b l 的距离b p 点至乳房下缘点的啜直距离 2 2 乳房问距l左、右乳房内缘点之间的距离 2 3 乳房深度lb p 点至前胸最凹处的深度 图1 l 细部尺寸测量项目及定义 1 5 第2 章胸部形态分类分析 细部尺寸测量项目包括：b p 至u b l 的距离、乳房间距- 1 和乳房深度_ l ，具体位置及 说明如图1 1 。 二维测量项目包括：夹