基于MTM的東華原型補(bǔ)正

韓銘銘 王朝暉

（東華大學(xué)服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，上海 200051）

基于MTM的東華原型補(bǔ)正

韓銘銘 王朝暉

（東華大學(xué)服裝·藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，上海 200051）

提出了一種針對服裝量體定制 MTM（Made to Measure）的原型補(bǔ)正方法。應(yīng)用逆向工程技術(shù)，在非接觸式人體掃描所得點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上生成三維人體模型，根據(jù)東華原型的構(gòu)成原理，在人體模型上定義出人體的相關(guān)測量項目及測量方法。通過比較個體的尺寸和東華原型中由公式計算所得尺寸的差異，對東華原型進(jìn)行補(bǔ)正。樣衣補(bǔ)正實(shí)驗驗證了該補(bǔ)正方法的科學(xué)性和可行性，為原型在應(yīng)用于個體時提供了一種定量補(bǔ)正的方法。

逆向技術(shù)；三維人體測量；體型分析；原型補(bǔ)正

隨著人們對服裝個性化、適體度要求的提高，符合個體體型特征和個性化需求的服裝越來越受到人們的青睞，服裝MTM（Made toMeasure）生產(chǎn)模式得到發(fā)展[1]，根據(jù)個體信息進(jìn)行服裝樣板的制作是實(shí)現(xiàn)MTM生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。原型是服裝平面構(gòu)成中的基礎(chǔ)紙樣，原型制圖利用簡化、實(shí)用的公式計算細(xì)部部位尺寸，但只完全吻合基于某一群體體型而歸納生成的“標(biāo)準(zhǔn)體”，直接利用群體原型進(jìn)行個體服裝的制作會造成服裝的不合體和造型偏差，故首先需要對群體原型進(jìn)行補(bǔ)正[2]。

傳統(tǒng)的原型補(bǔ)正方法為基于觀察的立體補(bǔ)正法。即首先根據(jù)一定的原型理論繪制出原型紙樣，經(jīng)坯布裁剪、假縫和個體的實(shí)際試穿，對樣衣的穿著效果進(jìn)行觀察判斷并對其進(jìn)行立體補(bǔ)正，將補(bǔ)正的結(jié)果反映到紙樣上，用補(bǔ)正過的樣板再次假縫試穿，確認(rèn)補(bǔ)正是否正確[3]。這種補(bǔ)正方法能直觀地觀察到原型在人體上的著裝效果，但整個補(bǔ)正過程耗時費(fèi)力，成本較高，最終補(bǔ)正效果受到操作者經(jīng)驗水平的影響。

本文將非接觸式三維人體掃描與逆向工程技術(shù)相結(jié)合，反求得到三維的人體模型。結(jié)合東華原型紙樣的構(gòu)成特點(diǎn)，根據(jù)平面紙樣和立體的人體之間的對應(yīng)關(guān)系，確定三維人體測量項目，可以把握個體的尺寸數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)紙樣尺寸的差異，并進(jìn)行原型紙樣的補(bǔ)正。獲得的個性化服裝原型可為服裝MTM生產(chǎn)提供基礎(chǔ)紙樣。

1 三維人體測量

1.1 測量項目

東華原型是1998年東華大學(xué)服裝學(xué)院在對華東地區(qū)20～29歲青年女性體型測量分析及原型理論研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上建立的女體原型[4]。從立體構(gòu)成形態(tài)來看，東華原型屬于箱形原型，前衣身 BL線以上的浮余量被處理為袖窿省，后衣身浮余量被處理為后肩省，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。在東華原型中，對于胸圍和背長相同的人，原型紙樣完全相同，無法體現(xiàn)個體的細(xì)部體型特征。

首先利用 TC2非接觸式三維人體掃描儀對實(shí)驗對象進(jìn)行掃描，得到.wrl格式的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入逆向工程軟件 Rapidform中，經(jīng)去噪、精簡、三角化封裝、補(bǔ)洞、光滑等處理得到三維人體模型[5]，其坐標(biāo)系設(shè)定為，人體由后至前為X軸正向，由右至左為Y軸正向，由下至上為Z軸正向。在人體模型上標(biāo)記出8個計測點(diǎn)，見表1；確定22項人體測量項目，從而與東華原型結(jié)構(gòu)圖中相應(yīng)部位的尺寸大小進(jìn)行比較，見表2。其中M指人體測量項目，B指原型紙樣上的測量項目。

表1 計測點(diǎn)的定義

表2 人體測量尺寸與原型制圖尺寸的比較

其中i類的測量項目是通過在人體模型上測量空間曲線的長度得到，ii類的測量項目是通過測量平面曲線的長度得到，iii類的測量項目是通過測量空間兩直線的夾角得到，iv類的測量項目是通過測量空間曲面的面積，并結(jié)合一定的幾何學(xué)模型計算得到。

1.2 測量方法

1.2.1 空間曲線的長度測量

即直接在三維人體模型上通過生成切片曲線或插值曲線[7]，所測量得到

的長度或相應(yīng)長度之間的差值。

以后直開領(lǐng)和后橫開領(lǐng)的測量為例，分別過BNP、SNP做矢狀垂直平面，

過PSP做水平平面，和三維人體模型求交得到切片曲線VBNP、VSNP、HPSP。記

VBNP和HPSP的交點(diǎn)為PSP'，VSNP和HPSP的交點(diǎn)為PSP''，如圖2所示，則后橫

開領(lǐng)MBND為：

其中MV-SNP為曲線VSNP位于SNP和PSP''之間的長度，MV-BNP為曲線VBNP位于BNP與PSP'之間的長度。

在VSNP上截取點(diǎn)SNP'，使VSNP上位于SNP與SNP'之間的曲線長為MBND，在BNP和SNP'之間沿人體頸部生成差值曲線IBNP-SNP'，其長度即為后橫開領(lǐng)/2MBNW；過BNP和SNP沿人體頸部生成插值曲線IBNP-SNP，其長度即為后頸根圍/2 MBNG。

圖2 領(lǐng)部尺寸的測量示意圖

1.2.2 平面曲線的長度測量

首先過人體計測點(diǎn)，分別做水平平面和矢狀垂直平面，和三維人體模型求交，得到切片曲線，即人體特征截面曲線；再將相同方向的人體特征截面曲線重合于同一個平面內(nèi)，在Autocad中用SPLINE命令創(chuàng)建NURBS曲線。

以背長的測量為例，在VBNP上取部分控制點(diǎn)的集合PBNP=﹛（X,Y,Z）︱X＜XSNP,Y,ZWL≤Z≤ZBNP﹜,在VPSP上取部分控制點(diǎn)的集合PPSP=﹛（X,Y,Z）︱X＜XSNP,Y,ZWL≤Z≤ZBNP﹜。首先在PBNP∪PPSP的基礎(chǔ)上，篩選出集合P背長'=﹛（X,Y,Z）︱X=min(XBNP,XPSP)﹜,再在 Autocad中用 SPLINE命令創(chuàng)建NURBS曲線，其中控制點(diǎn)為P背長=﹛（X, Y,Z）︱X=X背長',Y=0,Z=Z背長'﹜，所得曲線的長度即為背長MBaL，如圖3所示。

圖3 背長的測量示意圖

1.2.3 空間直線的夾角測量

該法主要涉及到后肩斜角和前肩斜角的角度測量。

以后肩斜角的測量為例，過SP做水平平面和三維人體模型相交得到切片曲線HSP，HSP和VSNP在人體背部相交的點(diǎn)記為SP'。依次連接SP'、SNP、SP，則后肩斜角MBSA為：

其中，a表示以SNP為起點(diǎn)，SP'為終點(diǎn)的有向線段，b表示以SNP為起點(diǎn)，SP為終點(diǎn)的有向線段，如圖4所示。

1.2.4 空間曲面的面積測量及幾何模型模擬

該法主要是為了補(bǔ)正原型的袖窿省和后背省，首先測量出對應(yīng)的曲面面積，再通過一定的模型模擬間接計算得到。

以胸曲面為例，對于人體胸部曲面與平面紙樣的關(guān)系，通常用圓錐面來模擬胸曲面，利用弧長差值法計算胸省角度[8]-[9]，如圖5所示。根據(jù)東華原型的構(gòu)成特點(diǎn)，對于原型前片的袖窿省，近似看作因在人體胸圍線以上、靠近腋窩側(cè)面的部分胸曲面而產(chǎn)生的浮余量。在本文中，這部分胸曲面被模擬為1/4圓錐體，如圖6所示。

在圖6中，記胸半徑為 r，胸高為 h，則1/4圓錐體的母線長R為：

圖4 后肩斜角的測量示意圖

圖5 胸曲面被近似模擬為圓錐體的示意圖

圖6 東華原型的袖窿省模擬示意圖

按照1/4圓錐體的模擬假設(shè)，需要在側(cè)面胸曲面上繪制出空間曲線L0，使L0上任意點(diǎn)沿人體胸部曲面到BP點(diǎn)的體表長度均為R，但由于人體胸曲面形狀的不規(guī)則性，曲線L0無法自動提取?？紤]到測量的可行性，以BP為原點(diǎn)，R為半徑做圓球OBP，圓球與人體模型相交得到圓弧L1，以L1來近似模擬L0。設(shè)L1與人體腋窩組成的曲面C1的曲面面積為S1，則前袖窿省角MFABA為：

其中S1由Rapidform中的Information-Shell功能進(jìn)行測量。

2 東華原型的補(bǔ)正實(shí)驗

選取一名志愿者作為實(shí)驗對象，根據(jù)本文所確定的三維人體測量方法對其進(jìn)行測量，將人體測量數(shù)據(jù)和東華原型公式計算的細(xì)部尺寸比較，對原型紙樣進(jìn)行補(bǔ)正，使其反映個體的體型特征，最終的補(bǔ)正相關(guān)尺寸對比如表3所示。

表3 實(shí)驗人員的尺寸數(shù)據(jù)和紙樣數(shù)據(jù)對比 單位：cm

2.1 東華原型在衣身寬度和深度分配上的補(bǔ)正

主要包括胸寬、背寬、袖窿深及領(lǐng)寬、領(lǐng)深的補(bǔ)正，補(bǔ)正的依據(jù)為 ～ 。

首先確定BNP不動，根據(jù)人體MBBL和紙樣BBBL的差值確定BL的位置；根據(jù)人體MSBL和紙樣BSBL的差值確定SNP的水平位置。根據(jù)人體數(shù)據(jù)和紙樣數(shù)據(jù)的差異，設(shè)計出3種補(bǔ)正方案，如表4所示。

表4 東華原型在衣身寬度和深度分配上的補(bǔ)正尺寸比較 單位：cm

補(bǔ)正方案選擇的依據(jù)為：對于胸寬和背寬的分配，最符合背寬的松量略大于胸寬的松量；對于領(lǐng)部尺寸的補(bǔ)正，在保證紙樣的領(lǐng)寬和領(lǐng)深尺寸不小于人體尺寸的基礎(chǔ)上，修順領(lǐng)圍線，使紙樣的領(lǐng)圍尺寸滿足人體的基本松量需要，通過比較選擇方案2。

2.2 東華原型在肩部部位的補(bǔ)正

主要指肩長和肩斜角的補(bǔ)正，補(bǔ)正的依據(jù)為 ～ 。

首先補(bǔ)正肩長，使BSL=MSL，再分別補(bǔ)正前后肩斜，使BFSA≦MFSA，BBSA≦MBSA，設(shè)計3種補(bǔ)正方案，如表5所示。后肩寬、前肩寬分別隨后肩斜、前肩斜的增大而減小，考慮到需滿足BFSW≧MFSW，BBSW≧MBSW，選擇方案1。

表5 東華原型在肩部部位的補(bǔ)正尺寸比較 單位：cm

2.3 東華原型在省道部位的補(bǔ)正

主要指袖窿省和后肩省的補(bǔ)正，補(bǔ)正的依據(jù)為 ～ 。

首先補(bǔ)正乳間距和肩胛骨凸間距，使MBTB=MBTB+（1～2），BPTP=MPTP+（0～1），再補(bǔ)正袖窿省和后肩省，使BBSDA=MBSDA，BFADA=FFADA。最終補(bǔ)正的紙樣見圖7。

2.4 東華原型補(bǔ)正效果的驗證

分別按照直接用東華原型制圖公式和用本文的補(bǔ)正方法所得紙樣進(jìn)行樣衣制作，樣衣穿著效果如圖8和9所示。補(bǔ)正后的原型在袖窿處和后背處更平服，尤其對于肩部，未經(jīng)補(bǔ)正的原型明顯緊繃，且有一定的壓迫感，而經(jīng)補(bǔ)正的原型在肩部則有一定的松量，在后袖窿處也和人體之間有一定的空隙量。

3 結(jié)論

根據(jù)東華原型的制圖原理，通過在三維人體模型上測量空間曲線、平面曲線的長度對原型相應(yīng)寬度、高度和長度上的尺寸進(jìn)行補(bǔ)正，通過測量空間直線的夾角對原型肩斜角進(jìn)行補(bǔ)正，通過測量空間曲面的面積及一定的幾何模型模擬對原型的袖窿省和后背省進(jìn)行補(bǔ)正。經(jīng)補(bǔ)正實(shí)驗檢驗，補(bǔ)正后的原型更符合個體體型特征。

圖7 東華原型的補(bǔ)正紙樣

圖8 未經(jīng)補(bǔ)正的東華原型樣衣效果

圖9 經(jīng)補(bǔ)正后的東華原型樣衣效果

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On Donghua Prototype Correction Based on MTM

HAN Ming-ming WANG Zhao-hui
（Fashion and Art Design Institute,Donghua University,Shanghai,200051,China）

This paper puts forward a way of prototype correction based on MTM (Made to Measure).By applying reverse engineering technology and based on the point cloud data obtained from non-contact body scanning,a3Dhuman body modelhas been generated.According totheprincipleof Donghuaprototype,the relevant measurement project and methods of the human body have been defined on the body model.By comparing the size differences gained by formula calculation between the individual and Donghua prototype,correctionhasbeenmadeonDonghuaprototype.Thesamplegarmentcorrection experimentsverifythecorrection methods to be scientific and feasible,which provides a quantitative correction method when the prototype is applied in human bodies.

reverse technology;3D human body measurement;body shape analysis;prototype correction

TS 941.2

A

1674-2346(2015)01-0031-06

(責(zé)任編輯 田 犇)

2014－10－10

韓銘銘，女，碩士研究生。研究方向：服裝工藝與設(shè)計王朝暉，女，副教授，博士。研究方向：服裝工藝與設(shè)計