盧 丹,郝礦榮,b,丁永生,b
(東華大學(xué)a.信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;b.數(shù)字化紡織服裝技術(shù)教育部工程研究中心,上海 201620)
男上裝個性化紙樣的快速生成方法
盧 丹a,郝礦榮a,b,丁永生a,b
(東華大學(xué)a.信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;b.數(shù)字化紡織服裝技術(shù)教育部工程研究中心,上海 201620)
為滿足人們對服裝個性化定制的需求,研究并開發(fā)了面向個性化定制的男上裝紙樣快速生成系統(tǒng).在已獲取人體特征尺寸信息的基礎(chǔ)上,首先利用基于最小距離的服裝號型推薦算法推薦出適合個體的服裝號型;然后利用基于增量法的服裝放碼方法,將標(biāo)準(zhǔn)的樣板衣片放縮至推薦號型;再根據(jù)特殊體型識別結(jié)果,采用基于規(guī)則推理的特體男上裝紙樣生成方法,通過Visual C#編程實現(xiàn)了在AutoCAD上個性化服裝紙樣的快速生成.
男上裝;個性化;服裝紙樣;智能推檔;規(guī)則推理
隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,國內(nèi)外對服裝智能化定制系統(tǒng)已展開多年研究,其中美國的Gerber公司、德國的Assyster公司以及西班牙的Investronica公司為佼佼者.Gerber公司的定制系統(tǒng)可以連接SYMCAD自動人體測量系統(tǒng),獲得顧客的尺寸,并利用智能紙樣數(shù)據(jù)庫,根據(jù)輸入的款式信息找到最接近顧客需求的紙樣[1].文獻(xiàn)[2]應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法學(xué)習(xí)和模擬樣板師制版的技術(shù)和經(jīng)驗,實現(xiàn)了服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算機(jī)自動生成;文獻(xiàn)[3]通過建立體型特征和結(jié)構(gòu)特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系和全尺寸約束,實現(xiàn)了服裝紙樣設(shè)計的智能修訂;文獻(xiàn)[4]采用幾何約束圖的方法實現(xiàn)個性化服裝紙樣的生成.
隨著人們生活水平的不斷提高,飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大改變,體型差別越來越大,再加上年齡、工作、遺傳等諸多因素,特殊體型(簡稱特體)人群的比例在不斷增大[5],因此,服裝市場對特體服裝定制的需求量越來越大.然而大部分研究是面向較正常體型的智能化服裝紙樣的生成,對特體的考慮較少.文獻(xiàn)[4]雖是針對特體的,但只考慮了同一號型下特體服裝紙樣的修正.因此,本文提出一個較全面的個性化男上裝紙樣生成方法.在已獲取人體的特征尺寸的基礎(chǔ)上,首先根據(jù)人體特征參數(shù),利用基于最小距離的服裝號型推薦算法推薦出合適的號型;然后利用增量法將標(biāo)準(zhǔn)的樣板衣片放縮至推薦號型;最后采用基于規(guī)則推理的特體男上裝紙樣生成方法,進(jìn)行個性化男上裝紙樣的自動生成.系統(tǒng)的流程圖如圖1所示.
圖1 系統(tǒng)流程圖Fig.1 System flow chart
對服裝紙樣的放縮稱為放碼或推檔,以某中間標(biāo)準(zhǔn)號的衣片為標(biāo)準(zhǔn)樣板,根據(jù)一定的規(guī)則,對其進(jìn)行放大或縮小,從而派生出不同號型的服裝紙樣.首先根據(jù)人體的身高、胸圍和腰圍數(shù)據(jù)進(jìn)行服裝號型的推薦,然后在計算機(jī)上采用增量法將標(biāo)準(zhǔn)服裝紙樣推檔至推薦號型.
依據(jù)國家服裝號型應(yīng)用范圍,并按照5.4系列及5.2系列的分檔規(guī)定[6],將男裝按身高劃分為8類(150~185 cm,每隔5 cm分為一類),從小到大依次記為Hi(i=1,2,…,8).每一類的劃分點(即分檔點)代表該類的均值點,也作為該類的代表點,例如H1類的代表點是150 cm.按胸圍劃分為11類(72~112 cm,每隔4 cm分為一類),從小到大依次記為Ci(i=1,2,…,11),每類的劃分點即作為該類的代表點.按體型劃分為4類(即Y,A,B,C型),依次記為Ti(i=1,2,3,4),每類取中間值為均值點,作為該類的代表點,例如T1對應(yīng)Y型,其代表點為19.5 cm[7].
設(shè)某男士的身高為H(cm),胸圍為C(cm),腰圍為W(cm),體型為T,則判別函數(shù)分別為
判別規(guī)則:
則決策H∈H jH,C∈CjC,T∈TjT,其對應(yīng)推薦服裝號型:男上裝H jH/CjC T jT,如170/88A.
常用的服裝紙樣推檔方法有增量法、公式法和切開線法[8].考慮計算機(jī)操作的方便性,采用增量法實現(xiàn)服裝紙樣的推檔.
每個衣片上都有一些關(guān)鍵點,這些點決定紙樣的尺寸和形狀,因此,這些點又被稱為放碼點.在推檔時,需要給出每個放碼點在長度方向和圍度上的變化值,當(dāng)給出這些增量后,新產(chǎn)生的點就構(gòu)成了放大或縮小紙樣上的關(guān)鍵點,然后繪制并連接成放大或縮小的紙樣.
如圖2中所示,點A(X a,Y a),B(Xb,Yb),C(X c,Y c)是前片上的關(guān)鍵點,其坐標(biāo)已知,則得到A′點坐標(biāo):
其中:ΔX和ΔY為A點的位移量,其取值分別為
其中:di為檔差變量;f x為ΔX關(guān)于檔差變量的函數(shù);f y為ΔY關(guān)于檔差變量的函數(shù).不同部位的檔差根據(jù)體型的不同而有差異,即不同體型規(guī)格的檔差數(shù)據(jù)不同,如男子Y,A,B,C體型對應(yīng)的腰圍檔差分別為1.80,2.00,2.00,2.00 cm[3].根據(jù)上述個體的推薦號型將對應(yīng)的檔差值代入式(2)即可計算出ΔX和ΔY.同理,可得B′點的坐標(biāo),則線段A′B′可以確定.
圖2 增量法推檔的數(shù)學(xué)原理圖Fig.2 Mathematical principle of incremental method for pattern grading
袖窿和領(lǐng)口等處弧線的繪制相對要復(fù)雜一些.本文中服裝紙樣是AutoCAD中繪制的.dwg格式的二維圖形文件,弧線采用B樣條曲線,例如曲線BC和AF,曲線中間有n個控制點(n≥1).下面以M點(曲線BC上的一個控制點)為例說明[2]:點B(Xb,Yb),C(Xc,Y c),M(Xm,Ym)構(gòu)成△BCM,由B和C點的坐標(biāo)根據(jù)式(1)很容易計算出B′和C′點坐標(biāo).
根據(jù)C′B′,∠B′C′M′和∠C′B′M′,過C′和B′點分別畫直線B′M′和C′M′,兩者交于M′.同理,可得到弧線上的其他控制點坐標(biāo).
根據(jù)獲取的人體特征尺寸信息,通過文獻(xiàn)[9]中基于專家系統(tǒng)的特體識別方法可識別出個體是否為特體以及所屬類別.若不是特體,則利用1.2節(jié)中的智能推檔算法生成適合該個體的個性化服裝紙樣;若是特體,按照1.2節(jié)中的推檔算法推檔出的服裝紙樣只能適合正常體型的人,并不適合該個體,因此,還需要對推檔后的紙樣進(jìn)行進(jìn)一步的修改.
應(yīng)用日本新原型紙樣設(shè)計方法的思想加以局部調(diào)整,在調(diào)整紙樣時更多采用測量尺寸來確定差量,使之更適用于特體服裝的設(shè)計.根據(jù)特體與正常體的尺寸差量,應(yīng)用CAD的參數(shù)化設(shè)計技術(shù)實現(xiàn)特體服裝紙樣的生成.目前參數(shù)化設(shè)計模型的方法主要有基于數(shù)值的方法、基于符號的方法、基于圖論的約束求解法和基于規(guī)則的幾何推理法[10].由于基于規(guī)則的幾何推理法速度較快,計算復(fù)雜度低,易于在計算機(jī)上實現(xiàn).本文提出一套特體男上裝紙樣修改的規(guī)則,采用規(guī)則推理的方法實現(xiàn)特體男上裝紙樣的生成.
利用計算機(jī)進(jìn)行紙樣修改,首先需要對男上裝紙樣的一些參數(shù)進(jìn)行量化處理,如表1所示.
表1 關(guān)鍵部位差的介紹Table 1 Introduction for some important parts
2.1.1 胸背部特體的量化修改
胸背部特體主要包括駝背體和挺胸體.駝背體人體背部突出且寬,頭部略前傾,前胸則較平且窄.其穿上正常體型的服裝,前長后短,后片繃緊起吊,胸空背緊,領(lǐng)孔前緊后張,后面遠(yuǎn)離脖子,后身短而上挑,前身下垂豁開,袖子偏后.量化修改:根據(jù)所測前、后腰節(jié)尺寸,調(diào)整紙樣上端的尺寸,保持腰節(jié)的水平狀態(tài),撇胸適當(dāng)減少,前領(lǐng)寬及肩寬相應(yīng)前移,后身加長量為dBL,后領(lǐng)口提高,胸寬減小量為dCW/2,背寬放大量為dBW/2(因為一般服裝紙樣都是半片,所以寬度上修改時的縮放也應(yīng)取一半).為了改短前長而少量折疊前端長度為dCL,袖子要適當(dāng)調(diào)整袖山高,修整弧線[11].挺胸體的體型特征與駝背體正好相反,量化修改基本相同,這里不再贅述.
2.1.2 腰腹部特體的量化修改
腰腹部特體主要指腹部隆起的凸肚體,穿上正常體服裝后,前面顯短,后面顯長;腰腹部衣料起斜綹,前門下端起空并攪蓋;腰腹部尺寸偏小,衣服顯緊,有緊繃感;衣身的前袖窿、袖子有漣形,后袖縫起涌;駁口起空,不服體;后領(lǐng)窩處起涌.量化修改:在腰節(jié)線處作切線,以后片最下面的線為軸,將背中線處折疊長度為dBL,同時原側(cè)縫點、袖窿弧線輔助點、后肩點、后頸肩點、后領(lǐng)弧線輔助點、后領(lǐng)中點均后移量為dBW/4;在腰節(jié)處作切展,將前腰節(jié)處展開長度為dWL/2;再將前中線展開長度為dCL并前移;前領(lǐng)口、袖窿弧線上移[12].
2.1.3 肩部特體的量化修改
肩部特體主要包括端肩體和溜肩體.端肩體的人穿上正常體型的服裝,因其肩膀高聳而肩端不足,導(dǎo)致后背領(lǐng)窩下沿出現(xiàn)凸皺,領(lǐng)子上沖,肩頭上翹,領(lǐng)孔周圍出現(xiàn)波浪般的皺紋,領(lǐng)根上浮,肩峰感到裹壓,抬身困難,兩側(cè)擺縫上挑,前襟下垂外裂.量化修改:前后肩斜、袖窿、前后袖山頭均相應(yīng)抬高,袖孔向上抬高的量等于肩端點的抬高量[11],抬高量=肩斜角差α(弧度)×正常體肩寬.溜肩體與端肩體相反.量化修改:前后肩斜、袖窿、前后袖山頭均相應(yīng)降低,袖孔向下降低的量等于肩端點的降低量[11],降低量=肩斜角差α(弧度)×正常體肩寬.
圖3為一男上裝某號型推檔結(jié)果圖,以此說明本文提出的特體男上裝紙樣的修改規(guī)則.圖3中曲線均為B樣條曲線.
圖3 男上裝某號型推檔結(jié)果圖Fig.3 Grading pattern of man tops
圖3中點(03)是樣條曲線(0)(3)上的控制點,點(89)是樣條曲線(8)(9)上的控制點,點(4-1)和(4-2)是樣條曲線(4)(5)上的控制點,點(7-1)和(7-2)是樣條曲線(7)(5)上的控制點,點(10-11)是樣條曲線(9)(10)(11)上的控制點.
根據(jù)對特體服裝紙樣修改的量化分析,針對各種特體,將男上裝原型各部位的修正量映射到二維紙樣圖中相應(yīng)控制點的位移量,即可產(chǎn)生特體男上裝紙樣控制點的位移規(guī)則表,具體描述如表2所示.
特體男上裝紙樣的修改規(guī)則采用產(chǎn)生式規(guī)則表示法,具體如下:
規(guī)則1
IFT1為真THENT2一定為假
規(guī)則2
IFT2為真THENT1一定為假
規(guī)則3
IFT4為真THENT5一定為假
規(guī)則4
IFT5為真THENT4一定為假
規(guī)則5
IFTj為真(j=1,…,5)
THENS={j|T j為真},點Ci的位移量為
其中:Ci代表CAD紙樣上的各控制點;T j為特體識別結(jié)果;Δx i和Δy i分別為點C j在x和y軸方向的位移量;Δx ij和Δy ij分別為T j型特體點C j在x和y軸方向的位移量.具體規(guī)則請參見表2.
根據(jù)上述5條規(guī)則,可在計算機(jī)上實現(xiàn)5種特體男上裝紙樣的修改生成.若識別結(jié)果不止一種特體,如既是凸肚體又是溜肩體,則將凸肚體和溜肩體條件下各控制點的位移量進(jìn)行疊加,即可實現(xiàn)紙樣修正.
表2 特體男上裝紙樣各控制點的位移規(guī)則表Table 2 Displacement rules table for control points on man tops pattern
(續(xù) 表)
本系統(tǒng)采用C#語言對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā),編程實現(xiàn)了原型紙樣(.dwg格式的文件)的導(dǎo)入、推檔和特體紙樣的自動生成.主界面如圖4左邊所示.
圖4 系統(tǒng)主界面及推薦識別界面Fig.4 The main interface and recommender interface
首先點擊“號型推薦和特體識別”按鈕,打開如圖4右邊所示界面,錄入個體相關(guān)尺寸信息,即可進(jìn)行體型識別和號型的智能推薦;然后點擊“打開CAD中的服裝紙樣”打開某款式服裝CAD紙樣圖,如圖5所示;再點擊“智能推檔到推薦號型”實現(xiàn)紙樣的自動推檔;最后根據(jù)特體識別結(jié)果(駝背體)點擊“駝背體修改”,實現(xiàn)紙樣的自動修正,如圖6所示,最終完成個性化男上裝紙樣的快速生成.
圖5 某款式標(biāo)準(zhǔn)號型男上裝紙樣CAD圖Fig.5 A standard pattern of man tops CAD figure
圖6 駝背體紙樣修正展示Fig.6 Modification of humpback pattern of man tops
圖7為某款式男上裝原型紙樣和推檔紙樣,其中實線圖為原型紙樣(170/88A正常體型),而某男士的號型是175/88A,若穿上直接按圖7中實線紙樣生產(chǎn)的服裝,會出現(xiàn)衣長稍短不合身的現(xiàn)象,所以利用本文提出的智能推檔算法對實線紙樣進(jìn)行推檔,結(jié)果如圖7中虛線紙樣所示.可以發(fā)現(xiàn),虛線紙樣比實線紙樣略長,但是寬度幾乎沒有變化,這是由于某男士的身高比原型紙樣號型高出5 cm,正常來說上身也會長一些,而胸圍幾乎相同,所以虛線紙樣更加適合該男士.
圖7 原型紙樣和推檔紙樣Fig.7 Original and grading pattern of man tops
如一位男士為175/88A號型的駝背體,則特體紙樣修正后的效果如圖8所示,其中,虛線圖為正常體的推檔紙樣,實線圖為駝背體修正紙樣.由圖8可以發(fā)現(xiàn),修正紙樣的后片長度比推檔紙樣后片長,寬度變寬,前片長度比推檔紙樣前片短,寬度變窄,成衣后的服裝滿足:后背長-服裝放松量=正常體背長+|dBL|=駝背體背長,前胸長-服裝放松量=正常體胸長-|dCL|=駝背體胸長,背寬-服裝放松量=正常體背寬+|dBW|=駝背體背寬,胸寬-服裝放松量=正常胸寬-|dCW|=駝背體胸寬,完全適合駝背體的背長、胸長、背寬和胸寬,從而消除了其穿著正常體服裝出現(xiàn)的前長后短和胸空背緊等現(xiàn)象.
圖8 推檔紙樣和駝背體修正紙樣Fig.8 Grading and modification of humpback pattern of man tops
另有2位男士分別為175/88A號型的挺胸體和凸肚體,特體紙樣修改后的效果分別如圖9和10所示,其中,虛線為正常體推檔紙樣,實線為特體修正紙樣.
圖9 推檔紙樣和挺胸體修正紙樣Fig.9 Grading and modification of chest-out pattern of man tops
圖10 推檔紙樣和凸肚體修正紙樣Fig.10 Grading and modification of big-belly pattern of man tops
針對同一標(biāo)準(zhǔn)男上裝紙樣,圖11中實線圖是根據(jù)本文方法進(jìn)行凸肚體紙樣修正的結(jié)果圖,虛線圖是文獻(xiàn)[4]中利用幾何約束圖法所得到的結(jié)果圖.比較兩者可以發(fā)現(xiàn),凸肚體修正的結(jié)果大體是一致的,但是本文方法修正的袖窿略向后移,前片較長.這是由于凸肚體者略向后仰,肩膀略后移,則其紙樣的袖窿相應(yīng)地需略微后移,后仰加腰腹部凸起導(dǎo)致胸長較正常體長,則其紙樣的前片長應(yīng)有所增加.本文方法修正的前片長的增加量是該凸肚體者與正常體胸長的差值,保證了紙樣成衣后前胸的長度更適合該個體的胸長,著裝的整體效果更佳.
圖11 本文方法與文獻(xiàn)[4]方法對凸肚體修正的紙樣比較Fig.11 Comparison of our big-belly pattern of man tops and which in literature 4
本文在已獲取人體的特征尺寸信息的基礎(chǔ)上,首先根據(jù)人體特征參數(shù),利用基于最小距離的服裝號型推薦算法推薦出合適個體的服裝號型,然后利用基于增量法的服裝放碼方法,將標(biāo)準(zhǔn)的樣板衣片放縮至推薦號型,再根據(jù)特體識別結(jié)果,采用基于規(guī)則推理的特體男上裝紙樣生成方法,通過C#語言對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā),實現(xiàn)了個性化男上裝紙樣快速生成系統(tǒng)的開發(fā).該系統(tǒng)根據(jù)獲取的個體特征尺寸信息,即可利用上述方法快速智能地實現(xiàn)紙樣的自動推檔與修改,與傳統(tǒng)的人工打版相比,速度、精度和效率都有很大的提高,同時又能滿足人們對服裝個性化定制的需求,對服裝行業(yè)有很重要的現(xiàn)實意義.利用本文男上裝紙樣快速生成系統(tǒng),沒有服裝打版經(jīng)驗的人也可根據(jù)自身尺寸信息生成自己服裝的個性化紙樣.
今后的研究工作可以考慮對規(guī)則庫的擴(kuò)展和完善,添加特體女上裝、下裝、老年服裝等的修改規(guī)則,使個性化服裝紙樣生成系統(tǒng)更加完善和全面.另外,還可以考慮建立個性化的三維人體模型,將二維的服裝紙樣變成三維,并進(jìn)行虛擬縫合在人模上展示,根據(jù)虛擬著裝效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,再將三維服裝映射到二維,從而生成更加適合個體的服裝紙樣.
[1]楊懷志.服裝紙樣定制系統(tǒng)研究[D].天津:天津工業(yè)大學(xué)服裝學(xué)院,2006.
[2]胡覺亮,董建明,何瑛,等.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].紡織學(xué)報,2006,27(2):49-52.
[3]陸鑫.基于特征的服裝制板系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計的實現(xiàn)[J].紡織學(xué)報,2006,27(12):62-65.
[4]徐春陽,郝礦榮,丁永生,等.基于幾何約束圖的個性化服裝樣板生成系統(tǒng)[J].東華大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,38(6):707-712.
[5]吳敬.芻議對特殊體型服裝的補正[J].紡織科技進(jìn)展,2007(4):92-93.
[6]周捷,歐秀全,陳志駒.《服裝號型》標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用研究[J].標(biāo)準(zhǔn)與測試,2006(1):43-45.
[7]許練,楊子田,張文斌.基于 MTM的個體服裝紙樣生成規(guī)則[C]//系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2006:674-676.
[8]夏明.基于MTM的男上裝樣板快速生成系統(tǒng)研究[D].上海:東華大學(xué)服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院,2006:27.
[9]HAO K R,DONG M,CHEN B,et al.An expert system for special body shapes recognition in apparel made-to-measure[C]//2010 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation(ICMTMA 2010).Changsha,China,2010:475-478.
[10]XIU Y,WAN Z K,CAO W.A constructive approach toward a parametric pattern-making model [J]. Textile Research Journal,2011,81(10):979-991.
[11]楊雪梅,嚴(yán)金江.男裝襯衫 MTM系統(tǒng)中特體紙樣處理研究[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,24(4):19-23.
[12]陸鑫,修毅.中老年服裝CAD紙樣修正系統(tǒng)的建立[J].北京服裝學(xué)院學(xué)報,2005,25(4):17-24.
An Automatic Individual Pattern-Generated Method for Man Tops
LUDana,HAOKuang-ronga,b,DINGYong-shenga,b
(a.College of Information Sciences and Technology;b.Engineering Research Center of Digitized Textile &Fashion Technology,Ministry of Education,Donghua University,Shanghai 201620,China)
In order to satisfy people's demand for apparel customization,an automatic fast individual pattern-generated system for man tops was designed and developed.Based on the feature information that has been obtained,firstly,a suitable apparel size was recommended for individual according to apparel size recommendation algorithm based on minimum distance.Secondly,the standard pattern was changed to the recommended size by incremental method for pattern grading.Then personalized garment pattern was generated automatically by pattern generated method for special body according to the results of special body shape recognition.Finally,the automatic individual pattern generated system for man tops was developed on AutoCAD through Visual C#programming.
man tops;individuation;apparel pattern;intelligent pattern grading;rule-based reasoning
TS 131.9
A
2013-04-16
國家自然科學(xué)基金資助項目(61134009);長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊發(fā)展計劃資助項目(IRT1220);上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人計劃資助項目(11XD1400100);上海領(lǐng)軍人才專項資金資助項目;上海市科學(xué)技術(shù)委員會重點基礎(chǔ)研究資助項目(13JC1407500,11JC1400200);中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目
盧 丹(1990—),女,安徽宣城人,碩士研究生,研究方向為模式識別、智能系統(tǒng)、數(shù)字化紡織服裝.E-mail:tulip_ludan@hotmail.com
郝礦榮(聯(lián)系人),女,教授,E-mail:krhao@dhu.edu.cn
1671-0444(2014)03-0311-07