青年女性體表角度分析

王曉霞，戴建國，王春霞，端 丹

(1.浙江理工大學(xué)服裝學(xué)院，浙江杭州 310018;2.天津師范大學(xué)心里行為研究院，天津 300387)

服裝結(jié)構(gòu)研究的本質(zhì)是體型研究，而服裝原型設(shè)計(jì)又是服裝紙樣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)［1］。改善服裝合體性是應(yīng)對(duì)服裝消費(fèi)水平提高的重要手段［2］。迄今為止，由于傳統(tǒng)的手工人體測(cè)量技術(shù)的限制，服裝行業(yè)原型設(shè)計(jì)參數(shù)僅憑胸圍、腰圍和背長(zhǎng)3個(gè)尺寸，但這3個(gè)數(shù)據(jù)相同的人的體型形態(tài)并不完全相同。人體是復(fù)雜的幾何體，要想獲得合體的原型，僅靠上述3個(gè)尺寸無疑是不夠的［3］。三維人體掃描儀在服裝業(yè)的應(yīng)用，為人體形態(tài)精確測(cè)量提供了條件，也為原型設(shè)計(jì)方法改進(jìn)提供了可能。

身高與胸圍或身高與腰圍是反映體型的2個(gè)最重要的特征值，現(xiàn)行GB/T 1335—1997《服裝號(hào)型》正是依據(jù)這2個(gè)特征值進(jìn)行體型分類的，但身高與胸圍或身高與腰圍只反映高矮和胖瘦，而不完全反映體表曲線。

人體形態(tài)的概念是綜合的，它不僅應(yīng)反映對(duì)象的高矮、胖瘦，還應(yīng)反映對(duì)象的體表曲線(即體表角度)。

體表曲線可以用體表角度來表示［4］。不同部位體表角度可以反映人體局部或整體形態(tài)特征。本文主要研究體表角度的分布規(guī)律、各體表角度間關(guān)系和體表角度和原型省角間關(guān)系，為在原型設(shè)計(jì)中引入角度參數(shù)提供參考。

1 體表角度選取原則

體表角度選取的原則是：與原型輪廓直接相關(guān)，能反映人體軀干正面、側(cè)面主要形態(tài)特征。

本文選取體表角度如圖1所示。正面的體表角度有肩斜角S、體側(cè)角T;側(cè)面的體表角度有胸下凸角A、胸上凸角B、背入角N、背側(cè)角P;圖中D為前頸點(diǎn)，M為第7頸椎點(diǎn)，F(xiàn)為側(cè)頸點(diǎn)。上述角度可總體上反映人體正、側(cè)面特征。

圖1 人體正側(cè)面體表角度示意圖Fig.1 Surface angle diagram of human body's front(a)and lateral(b)sides

2 體表角度的定義

為了明確表示各體表角度，保證角度計(jì)算準(zhǔn)確，對(duì)體表角度作如下定義［5］。

肩斜角S：側(cè)頸點(diǎn)F和肩端點(diǎn)f的連線與水平線的夾角，用來描述肩部的傾斜程度。

體側(cè)角T：人體胸圍截面上x軸坐標(biāo)最大值點(diǎn)R和腰圍截面上x軸坐標(biāo)最小點(diǎn)r的連線和垂直線的夾角。

胸上凸角B：胸凸點(diǎn)O和前頸點(diǎn)D的連線和水平線的夾角，用來描述胸部的挺立程度，簡(jiǎn)稱胸凸角B。

胸下凸角A：點(diǎn)O和其所在腰圍截面上的投影點(diǎn)a的連線和垂直線的夾角，簡(jiǎn)稱胸凸角A。

背側(cè)角P：肩胛骨最凸點(diǎn)Q和其在腰圍截面上的投影點(diǎn)q的連線和垂直線之間的夾角，用來描述后腰部位凹進(jìn)的程度。

背入角N：點(diǎn)Q和第7頸椎點(diǎn)M的連線與垂直線的夾角，用來描述背部凸出的程度。

3 體表角度的計(jì)算

1)使用美國TC2非接觸三維人體測(cè)量?jī)x，實(shí)測(cè)獲得300名18～28歲在校女大學(xué)生的三維人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

2)采用逆向工程軟件Imageware12.0獲得三維人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維坐標(biāo)［6］。

3)噪點(diǎn)的存在會(huì)影響整體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性［7］，在數(shù)據(jù)計(jì)算前，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪處理是必須的。利用Imageware12.0對(duì)一些偏移的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪圓順處理，去噪后數(shù)據(jù)剩余238人。

4)利用Imageware12.0進(jìn)行體表角度計(jì)算。首先調(diào)整顯示，可加快處理速度，清晰顯示點(diǎn)云輪廓［8］，圖2為點(diǎn)云數(shù)據(jù)調(diào)整前后的對(duì)比圖。

圖2 人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)調(diào)整前后對(duì)比圖Fig.2 Comparison diagram before(a)and after(b)adjustment of human point cloud data

點(diǎn)云數(shù)據(jù)調(diào)整后，就可以對(duì)體表角度進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算得出胸部外切線的斜率，即該傾斜角的正切值，利用正切的反三角函數(shù)求出該傾斜角的值。

4 體表角度的相關(guān)性分析

4.1 體表角度奇異值的去除

莖葉圖能準(zhǔn)確顯示奇異值的個(gè)數(shù)和分布狀態(tài)，圖3 為肩斜角的莖葉圖(其他體表角度莖葉圖略)。從圖可以看出，肩斜角存在大于或等于36°的2個(gè)奇異值，去掉后肩斜角剩余為236人。

圖3 肩斜角的莖葉圖Fig.3 Stem leaf plot of shoulder angle

4.2 體表角度相關(guān)性

體表角度之間相關(guān)性是體表特征研究重要內(nèi)容。本文利用SPSS16.0對(duì)體表角度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表1。從表中可以得到：

1)肩斜角S和胸凸角A與其他角度的相關(guān)性均不明顯，說明它們都是獨(dú)立的角度，因胸凸角A的角度值很小，對(duì)女裝原型的影響較小，故選取肩斜角作為顯著特征的角。

2)胸凸角B與背入角N存在一定的負(fù)相關(guān)性，隨著胸凸角B的增大，背入角N呈減小趨勢(shì)，胸凸角B能較好地表征胸部的挺立程度，而背入角能較好地表征背部形態(tài)。

3)根據(jù)相關(guān)性分析得出的結(jié)果，對(duì)胸凸角B、背入角進(jìn)行回歸分析，得到回歸分析的方程：背入角N=23.707-0.11B，故選取胸凸角B作為顯著特征的角。

4)體側(cè)角T與背側(cè)角P存在一定的正相關(guān)性，隨著體側(cè)角的增大，背側(cè)角P也在增大。根據(jù)相關(guān)性分析，得到二者的回歸方程：背側(cè)角P=9.23+0.159T，故選取體側(cè)角T作為顯著特征的角度。

表1 體表角度的相關(guān)性分析Tab.1 Correlation analysis of body surface angle

由于相關(guān)分析是分析2個(gè)變量間線性關(guān)系的程度，往往因?yàn)榈?個(gè)變量的影響，使得2個(gè)變量間的線性相關(guān)程度受到一定的干擾。通過相關(guān)性分析，得知胸凸角B與體側(cè)角T和背入角N存在相關(guān)性。偏相關(guān)分析主要是對(duì)2個(gè)以上的變量進(jìn)行相關(guān)性的分析，通過對(duì)其他變量控制的前提下，對(duì)它們中的2個(gè)變量進(jìn)行的一種研究方法［9］。

表2 示出背入角和體測(cè)角偏相關(guān)分析結(jié)果?？煽闯鲈诳刂菩赝菇荁的情況下，體側(cè)角T與背入角N的相關(guān)系數(shù)為0.007 1，不相關(guān)概率p=0.912，故體側(cè)角T與背入角N不存在相關(guān)性，因此選取體側(cè)角T為顯著特征的角是合理的。

表2 背入角和體側(cè)角偏相關(guān)分析Tab.2 Partial correlation analysis of back slope angle and body side angle

4.3 體表角度的頻數(shù)

通過相關(guān)性分析的結(jié)果，確定胸凸角B、肩斜角S、體側(cè)角 T作為具有顯著特征的角，用Spass16.0對(duì)其進(jìn)行頻數(shù)分析，以確定角度整體的變化范圍，結(jié)果見表3。

體表角度平均值反映了被測(cè)群體的平均水平。標(biāo)準(zhǔn)差描述的是同一角度值中的一種離散程度，標(biāo)準(zhǔn)差的大小和離散程度呈正相關(guān)性，隨著標(biāo)準(zhǔn)差的增大，離散程度也越大［9］。

表3 顯著特征角度的頻數(shù)分析Tab.3 Frequency analysis of body surface angle

1)由表3可知，肩斜角S的中間值是24.13°，平均值24.57°，而標(biāo)準(zhǔn)差四舍五入后為4，所以把肩斜角S分成3類，分別是正常肩、平肩和溜肩［5］。其中：小于 21°是平肩，為 57人，占人體總數(shù)的24.15%;位于21°～27°為正常肩，為160 人，占人體總數(shù)的67.70%;大于27°的人為溜肩，為19人，占人體總數(shù)的8%。通過分析得出正常肩人體占大多數(shù)，所以利用此方法對(duì)肩斜角S進(jìn)行分類是合理的。

2)胸凸角 B的中位數(shù)是58.43°，標(biāo)準(zhǔn)差為5.410，根據(jù)胸部的挺立程度分為：微凸胸體、正常胸體、挺胸體［10］。其中小于53°為微胸凸體，為30人，占人體總數(shù)的12.71%;正常胸體位于53°～63°，為162人，占人體總數(shù)的68.64%;小于63°的為挺胸體，為44人，占人體總數(shù)的18.64%。

3)體側(cè)角 T的中位數(shù)為 10.11°，標(biāo)準(zhǔn)差為2.660，把體側(cè)角 T分成偏瘦體、正常體、圓胖體［11］，其中位于6°～12°的是正常體，為173人，占人體總數(shù)的73.30%;大于12°的是圓胖體，為32人，占人體總數(shù)的13.56%;小于6°的是偏瘦體，為31人，占人體總數(shù)的13.14%。

在上述3個(gè)角度指標(biāo)的細(xì)分中，標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)處于正常體的人數(shù)占絕大部分，角度出現(xiàn)頻率最多的也都在正常體型角度的范圍內(nèi)，因此，這3個(gè)角度可以作為表征青年女性體型特征的顯著性角度。

4.4 體表角度和原型省角的相關(guān)性

本文的研究目的是建立體表角度與原型省角和輪廓角的一種對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過利用逆向工程軟件模擬曲線的長(zhǎng)度，計(jì)算得到原型衣片的胸省角和側(cè)縫省角值，并利用統(tǒng)計(jì)軟件求得各個(gè)省角和體表角度的相關(guān)性。得到胸凸角B和胸省角呈正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.654，其回歸方程為胸省角=6.482+0.34B;側(cè)縫省角和體側(cè)角T也呈正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為 0.293，其回歸方程為側(cè)縫省角 =7.53+0.524T;原型衣片肩斜的確定依據(jù)體表肩斜角的大小具體設(shè)計(jì)。最后將體表角度作為輸入數(shù)據(jù)，原型細(xì)部尺寸作為輸出數(shù)據(jù)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逐點(diǎn)訓(xùn)練，得到二者的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從而為基于體表角度參數(shù)的女裝原型設(shè)計(jì)方法提供參考。

5 總結(jié)

通過對(duì)肩斜角 S、胸凸角 A、胸凸角 B、體側(cè)角T、背入角N、背側(cè)角S共6個(gè)體表角度進(jìn)行分類和相關(guān)性分析，得到如下結(jié)論：

由體側(cè)角T和背側(cè)角S的相關(guān)關(guān)系，確定了后背省和側(cè)縫處省呈正相關(guān)關(guān)系;由胸凸角B和背入角N的相關(guān)關(guān)系，得到胸省量和后背省量成反比的關(guān)系，為本文的后續(xù)研究打下基礎(chǔ)，也為今后在女裝原型的研究中，利用某個(gè)省量確定相關(guān)省量的大小提供理論參考。

相比于目前存在的女裝原型設(shè)計(jì)方法，本文提出的以女性體表形態(tài)結(jié)合人體相關(guān)尺寸的女裝原型設(shè)計(jì)方法，是一種實(shí)用、新穎的方法。該方法不僅可為女裝原型的設(shè)計(jì)提供新的方法，而且可為女裝合體性的研究提供理論支持。

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