風(fēng)帽結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型的建立

李 哲

(嘉興學(xué)院設(shè)計學(xué)院,浙江嘉興314001)

風(fēng)帽結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型的建立

李 哲

(嘉興學(xué)院設(shè)計學(xué)院,浙江嘉興314001)

通過測量頭部和頸部在各種活動狀態(tài)下各部位的尺寸,分析出符合頭部、頸部活動變化需求的風(fēng)帽各結(jié)構(gòu)(如帽長、帽寬)的參數(shù).根據(jù)參數(shù)繪制出兩片型風(fēng)帽結(jié)構(gòu),經(jīng)過與人體數(shù)據(jù)的比較分析得出,兩片型風(fēng)帽在合體性和美觀性上都有所欠缺,而分割型風(fēng)帽則比較合體.同時,通過SPSS軟件的多元線性回歸分析得出分割型風(fēng)帽小片量與頭圍長及帽長的數(shù)學(xué)模型,進而以人體頭圍長及帽長的尺寸得到最優(yōu)化的分割型風(fēng)帽.

分割型風(fēng)帽;結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計;活動尺度

風(fēng)帽,也叫連衣帽,是一種典型的罩帽,將整個頭部包裹,僅露出臉部,常見與上衣相連,成為服裝的領(lǐng)帽部分.[1]風(fēng)帽同其他類型的帽子一樣,都具有遮陽、遮雨、防風(fēng)、保暖、安全及審美裝飾等主要功能.[2-3]不同于其他帽子的是它直接與衣身相連,不僅充當(dāng)一種服飾配件,也是服裝上衣不可或缺的重要組成部分.因此,風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)設(shè)計比一般的帽子更加復(fù)雜,所要考慮的因素更多,帽型結(jié)構(gòu)的變化也更加豐富.在設(shè)計風(fēng)帽結(jié)構(gòu)時不僅要將人體頭部的結(jié)構(gòu)特征考慮進去,還要把人體頭頸部的運動形態(tài)作為一個重要的參考因素,[4-5]而時下的風(fēng)帽結(jié)構(gòu)設(shè)計往往沒有完全考慮到這些因素,使得風(fēng)帽在功能性及合體性上都還不盡如人意,研究風(fēng)帽結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以改善風(fēng)帽的服用性能,有一定的市場應(yīng)用價值.

1 頭頸部數(shù)據(jù)測量

影響風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的因素主要包括人體的頭圍和頭長,人體頭長指的是從頭頂點至側(cè)頸點的弧線長度.人體的頭圍長決定了風(fēng)帽的帽寬取值,而人體頭長是影響帽長取值的重要因素.人體的頭部及頸部在做向上伸長或向左向右傾斜時,從頭頂點至側(cè)頸點的弧線長度將會發(fā)生變化,使得帽長成為了一個變量,可見人體頭頸部的運動形態(tài)也是設(shè)計風(fēng)帽結(jié)構(gòu)時不可忽視的一個重要因素.如果只考慮頭頸部正常靜態(tài)狀態(tài)下各部位的尺寸來制作風(fēng)帽,這樣得到的風(fēng)帽顯然不能滿足人體頭部的活動需求,不符合對其合體性及科學(xué)性的要求.

本文以10名20~25歲年齡段的大學(xué)生為研究對象,相關(guān)的人體頭頸部尺寸及測量方法如下:[6]

1)頭圍長——經(jīng)頭部眉間點、頭后突點圍量一周得到;

2)靜態(tài)帽中弧長——頭頸部呈正常直立狀態(tài)下,從前額到后頸點的最短曲線長度;

3)動態(tài)帽中弧長——頸部向前屈至最大角度時,從前額到后頸點的最短曲線長度;

4)靜態(tài)頭長——頭頸部呈正常直立狀態(tài)下,從頭頂點到側(cè)頸點的最短曲線長度;

5)動態(tài)頭長——頸部向左(或向右)做最大側(cè)屈時,從頭頂點向右(或向左)到側(cè)頸點的最短曲線長度;

6)靜態(tài)頭高——頭頸部呈正常直立狀態(tài)下,下頜點到頭頂點的垂直距離;

7)動態(tài)頭高——頸部向上直立伸長至最大程度時,測量下頜點到頭頂點的垂直距離.

以上各部位尺寸的測量數(shù)據(jù)如表1所示.

表1 頭頸部各部位測量數(shù)據(jù) cm

從表1中我們可以看出,動態(tài)與靜態(tài)相比,頭高的增加量比頭長的增加量明顯要小,因此,可以將動態(tài)頭長作為確定帽長參數(shù)的主要參考因素來分析,而帽寬則是根據(jù)頭圍長來確定.

2 兩片型風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)設(shè)計

兩片型的風(fēng)帽結(jié)構(gòu)比較簡單,因此其結(jié)構(gòu)制圖方法的運用比較普遍,一般的兩片型風(fēng)帽的制圖方法是:先將后衣身在前衣身肩線的延長線上拼合.在后頸點BNP下部取2nb定為帽座,帽座量一般取0~3 cm,畫順帽下口線,使A~BNP＝A’~BNP’.帽下口線向外延長3 cm畫垂線,在垂線上取動態(tài)頭長作為帽長,再畫帽長線的垂線,在垂線上取帽寬＝頭圍的1/2.在帽后頂部各取邊長13 cm畫圓弧形帽頂,并將帽前部下落2~3 cm,畫順造型.[7]如圖1所示.

然而,僅僅依靠合理的帽長及帽寬并不能夠設(shè)計出完全合體的風(fēng)帽.可運用CAD軟件,在上述的兩片型風(fēng)帽結(jié)構(gòu)制圖方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)實際測得的各帽寬及帽長數(shù)據(jù),繪制出對應(yīng)的風(fēng)帽結(jié)構(gòu),然后通過CAD軟件中的測量長度工具測量出帽中弧長的長度,[8]將得到的數(shù)據(jù)與實際人體上測得的頸部向前屈至最大角度時,從前額到后頸點的最短曲線長度進行比較(見表2),可以看出,通過上述的兩片型風(fēng)帽結(jié)構(gòu)制圖方法所得到的風(fēng)帽對人體頭部來說過于寬松,這樣的風(fēng)帽結(jié)構(gòu)在合體性和美觀性上都有所欠缺.因此,要在合理的帽長及帽寬數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對兩片型風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)加以改進,以得到更合體的風(fēng)帽結(jié)構(gòu).

圖1 兩片型風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)制圖

圖2 分割型風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)制圖

3 風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

為了使風(fēng)帽更符合人體的頭部形態(tài),可以將帽中弧長上多余的量通過收省的方式從帽中弧長上減掉.對于這8 cm左右的省道量,可以將其分成3個小量的省道在風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的不同位置來進行收省,但是由于省道太多,影響帽子的美觀性,故可以采用分割型的風(fēng)帽結(jié)構(gòu).

表2 兩片型風(fēng)帽帽中弧線長與實際弧長的比較 cm

3.1 分割型風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)設(shè)計

分割型風(fēng)帽也是在兩片型風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行制圖的,具體的方法是從兩片型風(fēng)帽的帽頂邊緣分割出一個小片制作成左右相連的帽條,并且是用直料裁制,剩下的帽身在下口線處去除一定的省道量,使帽身符合人體頭部的形態(tài),并且與領(lǐng)窩弧線等長,如圖2所示.

3.2 分割型風(fēng)帽的參數(shù)確定

分割型風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)制圖并不難,主要是要確定好中間分割出的小片寬的大小(小片量),我們可以利用小片的長度與分割后剩下的帽身的上沿弧線的長度相等,并與頭部向前屈至最大角度時所需前額到后頸點的曲線長度相符合這一點來確定其寬的大小.具體的方法是通過依次設(shè)定不同數(shù)值的小片量,在兩片型風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上利用CAD軟件繪制出對應(yīng)的帽身,并用軟件中的測量長度工具測量相應(yīng)的帽身上沿弧線的長度,將其與實際測得的頸部向前屈至最大角度時,從前額到后頸點的最短曲線長度進行比較,得出最合適的小片量,測得的數(shù)據(jù)如表3所示.

表3 不同頭圍長及帽長對應(yīng)的小片量 cm

使用SPSS統(tǒng)計軟件的多元線性回歸分析功能對上面這些數(shù)據(jù)進行綜合分析,采用向前選擇法,先將最大相關(guān)的變量進入模型,如果通過F檢驗,則在剩余的變量中尋找具有最大偏相關(guān)系數(shù)的變量,直到將所有符合條件的自變量全部加入到模型中.[9-10]最后得到如表4的輸出結(jié)果,可以看出,其T統(tǒng)計量對應(yīng)的顯著性水平都小于0.05,說明這個多元回歸模型是有意義的.

表4 多元回歸模型的回歸系數(shù)表

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)可得出小片量與頭圍長及帽長的數(shù)學(xué)模型為:Y＝0.535X1+0.9X2-47.379 (Y是小片量,X1是頭圍長,X2是帽長).

3.3 小片量數(shù)學(xué)模型的驗證

通過選定研究對象來制作分割型風(fēng)帽,測得頭圍長為57 cm,帽長為34 cm,根據(jù)上面得到的小片量與頭圍長及帽長的數(shù)學(xué)模型可以計算出其所需小片量的大小為13.716 cm.利用CAD軟件根據(jù)頭圍長和帽長的數(shù)值,在小片量確定為13.716 cm的前提下,在兩片型風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繪制出對應(yīng)的分割型風(fēng)帽,再制作出實物,如圖3所示.可見這款分割型風(fēng)帽無論是在合體性還是外觀上都非常符合我們對合理性風(fēng)帽的要求,而且能滿足人體頭部的動態(tài)需求,因此,用小片量數(shù)學(xué)模型所得的分割型風(fēng)帽是最優(yōu)化的風(fēng)帽結(jié)構(gòu)設(shè)計.

圖3 分割型風(fēng)帽成品展示

4 結(jié)論

通過對人體頭部及頸部在靜態(tài)和動態(tài)狀態(tài)下各部位數(shù)據(jù)的測量,分析出決定風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的帽長、帽寬參數(shù),并結(jié)合原有的兩片型風(fēng)帽結(jié)構(gòu)制圖方法加以分析,得出分割型風(fēng)帽是更合體的風(fēng)帽結(jié)構(gòu).

分割型風(fēng)帽是在兩片型風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上制圖而成的.其中風(fēng)帽中間的小片量對分割型風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的確定有著重要的作用.本文利用SPSS統(tǒng)計軟件的多元線性回歸分析功能可得出一個小片量與頭圍長及帽長的數(shù)學(xué)模型:Z＝0.535X+0.9Y-47.379(Z是小片量,X是頭圍長,Y是帽長),由此小片量的大小就可以通過較易測得的頭圍長及帽長數(shù)據(jù)得到.通過這種方法制作的分割型風(fēng)帽科學(xué)、合理,是最優(yōu)化的風(fēng)帽結(jié)構(gòu).

[1]吳厚林.帽子結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].西安工程科技學(xué)院學(xué)報,2006,20(3):280-283.

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(責(zé)任編輯 張爭)

Optimized Design of Hood Structure

Li Zhe
(College of Design,Jiaxing University,Jiaxing,Zhejiang314001)

This research is to optimize the hood structure through measurement the sizes of the head and neck at all kinds of activity state,getting the parameters of the structure of hood,such as the length and the width of hood,which accord with the movement of the head and neck.According to the parameters and by comparison and analysis with human body data,it can be drawn the two-piece hood is not good in fitness and aesthetics and three-piece hood is more fitted structure.A mathematical model about the relationship between the width of the middle piece with the head circumference and hood length can be got with the multiple linear regression in SPSS,so that the optimal three-piece hood can be got just with head circumference and hood length.The result shows that the three-piece hood made by this method is the optimal hood structure.

Hood;Structure;Optimal design;Activity scale

TS941.72

A.

1671-3079(2014)03-0120-05

10.3969 /i.issn.1671-3079.2014.03.023

2013-11-17

李哲(1971- ),女,浙江金華人,嘉興學(xué)院設(shè)計學(xué)院講師,碩士,主要研究領(lǐng)域包括服裝的舒適性、服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、服裝CAD等.

時間:2014-04-02 11:07 網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/33.1273.Z.20140402.1107.008.html