基于體型變化的服用人體基準(zhǔn)點(diǎn)軌跡研究綜述

賈紹龍，尚笑梅

（蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇蘇州 215006）

近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人們生活水平的日益提高，大眾的消費(fèi)觀念產(chǎn)生了巨變，除關(guān)注服裝的功能性和時(shí)尚性外，更加注重其合體性和獨(dú)有性［1］。由此，服裝的個(gè)性化逐漸成為被關(guān)注的焦點(diǎn)。它包含服裝的個(gè)體尺寸和個(gè)性化，即合體性和個(gè)性兩個(gè)方面［2］。目前，國(guó)內(nèi)大多服裝生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)模式仍然為批量生產(chǎn)，但服裝的合體性對(duì)不同人必定各不相同。批量生產(chǎn)無法滿足人們對(duì)合體性和個(gè)性的要求。MTM量體定制這一新興生產(chǎn)模式可以根據(jù)不同用戶各自的體型特征、尺寸要求、喜好款式等條件，特別定制服裝。這是一種新興的客戶化服務(wù)的服裝生產(chǎn)模式。它是一種基于基本的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和服裝紙樣生成技術(shù)的面向消費(fèi)者的現(xiàn)代服裝工業(yè)化生產(chǎn)方式，使我們享受到量身定制的適體、獨(dú)創(chuàng)和信息時(shí)代的便捷。但是，其單裁單量的數(shù)據(jù)生成和制版的方式又相悖于現(xiàn)代化制造的批量生產(chǎn)理念，僅僅適用于高端定制。

為克服這一問題，國(guó)內(nèi)外不少專家學(xué)者希望將三維人體掃描技術(shù)、樣版智能化生成技術(shù)和服裝智能化歸號(hào)等服裝縫紉前新型技術(shù)融入服裝MTM技術(shù)，使服裝量體生產(chǎn)可以做到針對(duì)不同消費(fèi)者的獨(dú)特條件和特殊需求進(jìn)行滿足客戶需求的批量生產(chǎn)。不僅滿足人們對(duì)服裝個(gè)性化和舒適性要求，而且通過這種生產(chǎn)方式，使量身定制服裝做到批量生產(chǎn)，在服裝附加值大幅增加的前提下，成本沒有較大改變。以此該技術(shù)成為服裝行業(yè)前景廣闊的領(lǐng)域之一［3-6］。

然而，在三維人體測(cè)量使用過程中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閽呙鑳x系統(tǒng)的固有模型無法匹配實(shí)際測(cè)量時(shí)各種各樣的人體體型，尤其是特殊體型。相關(guān)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)無法獲取，導(dǎo)致此類人群的測(cè)量精度存在較大問題［7］。由此，建立由于體型變化導(dǎo)致人體基準(zhǔn)點(diǎn)位置變化的軌跡模型研究逐漸成為該領(lǐng)域解決此類問題的方法。目前，運(yùn)用該方法進(jìn)行體型研究的論文仍不多見，而在人體運(yùn)動(dòng)學(xué)及相關(guān)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域該方法已被普遍使用。

1 3D掃描儀在人體體型研究的應(yīng)用

國(guó)內(nèi)目前在該領(lǐng)域的研究較多。北京服裝學(xué)院愛慕人體工學(xué)研究所2003年開始建立人體數(shù)據(jù)庫并實(shí)施相關(guān)項(xiàng)目的研究。西安工程大學(xué)、東華大學(xué)等高校已建立人體數(shù)據(jù)庫進(jìn)行人體體型研究。同時(shí)延伸到成衣標(biāo)準(zhǔn)號(hào)型修正這一領(lǐng)域［6］。蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院連續(xù)多年開展“基于體表形態(tài)的體型分類研究”工作。香港中文大學(xué)ChdieC.L.Wang運(yùn)用設(shè)置可調(diào)整模型的思路，利用多個(gè)模型加權(quán)獲得新的人體測(cè)量分析模型。Wang采用主成分分析方法給出療個(gè)模型權(quán)系數(shù)，對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行加權(quán)得到目標(biāo)模型。張金花，王宏付在《江浙女青年中心號(hào)型及各圍度部位檔差分析》和《基于三維人體測(cè)量的女性肩部研究》展示了研究成果。前者以三維人體測(cè)量為基礎(chǔ)，對(duì)所得數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS中的因子分析，得到人體圍度的主要參考部位為身高、胸圍、腰圍、最大腹圓周、臀圍。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的頻度分析和相關(guān)性分析，結(jié)合GB／T 1335.2-2008《服裝號(hào)型》，確定了人體的中心號(hào)型和主要圍度部位的檔差。后者通過采用非接觸式激光三維人體掃描儀所采集的肩部相關(guān)數(shù)據(jù)，并且運(yùn)用聚類分析和特征分析的方法分析，進(jìn)而得出肩部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)部位和與肩部高度相關(guān)的人體部位的測(cè)量分析數(shù)據(jù)。并且通過這些參考數(shù)據(jù)，結(jié)合經(jīng)典的女裝紙樣設(shè)計(jì)，調(diào)整女裝樣版肩部結(jié)構(gòu)尺寸，使改善后服裝更加貼合人體［7］。

在國(guó)外，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)MIRA實(shí)驗(yàn)室的Seo等采用三維描獲取人體三維數(shù)據(jù)，并建立人體骨骼、皮膚可調(diào)模型。他選擇了頸圍、胸圍、下胸圍、腰圍、臀圍、身高、會(huì)陰到腳踝高、臂長(zhǎng)等8個(gè)測(cè)量值作為特征量進(jìn)行主成分析，給出各個(gè)特征量權(quán)系數(shù)，通過調(diào)節(jié)三維掃描數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)人體骨骼，然后細(xì)化為人臺(tái)模型［8］。韓國(guó)漢城國(guó)立大學(xué)TAE Kang與Sung認(rèn)為在某一截面，前、后、橫向分別有一定的增長(zhǎng)比例，其他方向的增長(zhǎng)比例將是這些方向的矢量疊加，可以通過插值求得。他們利用滑動(dòng)量規(guī)測(cè)得一系列的人體橫截面圖像，根據(jù)截面尺寸重建可視人體模型［9］。Maryam Salehi，J.Shahrabi通過對(duì)比采用更新的人體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和舊的系統(tǒng)進(jìn)行男裝服裝制造的相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)采用更新系統(tǒng)后可以達(dá)到更適合人體和節(jié)省面料的作用。其數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用了綜合分層聚類的方法，分別處理與服裝相關(guān)的各種尺寸。最終將膝蓋圍，大腿圍，臀圍，腰圍，褲長(zhǎng)，腹圍，胸圍，袖廠，袖窿弧長(zhǎng)，衣長(zhǎng)10種尺寸根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差參數(shù)分為5個(gè)聚類，供服裝企業(yè)參考［10］。

2 人體特殊體型研究

2.1 人體體型分類研究

2003年，向東等人對(duì)特殊體型進(jìn)行規(guī)范性分類，將特殊體型分為十大類：厚身體、屈身體、反身體、肥胖體、扁平體、凸胸體、后傾體、凸臀體、高髖體和低髖體［11］。

2009年，劉松齡等教授學(xué)者通過建立一個(gè)根據(jù)人體各個(gè)部位對(duì)稱情況、長(zhǎng)度、肥瘦、傾斜程度和凹凸情況，設(shè)定一系列標(biāo)準(zhǔn)范圍來量化定義正常體型，若其分布在標(biāo)準(zhǔn)值范圍外，則稱其為特殊體型［12］。與此同時(shí)，也對(duì)特殊體型的分類以及相應(yīng)的特體服裝的結(jié)構(gòu)的修正方法進(jìn)行了研究和探討。而這一指導(dǎo)思想即有關(guān)特體的量化定義、統(tǒng)計(jì)學(xué)分類和智能鑒別體系思想提出的基礎(chǔ)。

根據(jù)陳明艷等人的總結(jié)，特殊體型大致可以分為十類，即肥胖體、反身體、凸胸體、厚身體、凸臀體、后傾體、屈身體、低髖體、高髖體和扁平體［13］。然而經(jīng)過仔細(xì)觀察比對(duì)，正常體型和特殊體型內(nèi)部之間仍有很大差別，尤以特殊體型更加明顯。其不同具體體現(xiàn)在特殊部位較多、各種特殊部位不同和參考值量的大小和位置的差異［14］。

2.2 特體鑒別研究

鑒別特殊體型是指觀察人體外部輪廓、判斷分類和鑒別的一系列工作。目前，服裝領(lǐng)域并未對(duì)各種特殊體型的進(jìn)行全面定義。只有針對(duì)特殊體型的具體特征，建立量化標(biāo)準(zhǔn)，才可以準(zhǔn)確、客觀地鑒別特殊體型［15］。

2009年，葛彥等人對(duì)駝背體、平肩體、溜肩體、0形腿、X形腿挺胸體、厚體、薄體、凸腹體、凸臀體以及各種復(fù)合特殊體等進(jìn)行了鑒定。同時(shí)指出鑒別特體的過程：

測(cè)量者在短時(shí)間內(nèi)觀察人體正面、背面、側(cè)面，判斷體型是否對(duì)稱，分析頸、肩、胸、腰、背、腹、臀、腿等部位的形態(tài)特征，并且了解體型厚薄、凹凸點(diǎn)位置等細(xì)節(jié)狀況。然而，這種鑒別特體的方法需要測(cè)量者有較高的測(cè)量水平和較豐富的鑒別經(jīng)驗(yàn)，很難廣泛推廣［16］。

2010年，謝紅等教授學(xué)者對(duì)500個(gè)人體的測(cè)量，并分析凸胸體，凸肚體以及高肩胛骨體這三類典型特殊體型的特征參數(shù)，通過對(duì)每種特殊體型在其定義的特殊部位的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，量化地對(duì)上述特殊體型進(jìn)行了鑒別。

2011年，東苗等人指出之前的服裝定制中，鑒別特殊體型的一般方法是通過人工測(cè)量判斷，對(duì)經(jīng)驗(yàn)值的依賴較大［17］。提出通過三維掃描設(shè)備獲取全面，細(xì)致的人體數(shù)據(jù)，在短時(shí)間內(nèi)可以通過對(duì)人體數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒定。此外還將將常見的特殊體型分為四大類，并對(duì)這四種特殊體型的特征進(jìn)行了定義，由智能算法保證客觀性，準(zhǔn)確性，改善了之前用人工測(cè)量判斷這一方法對(duì)經(jīng)驗(yàn)值的依賴較大的不足。

3 體表點(diǎn)軌跡模型研究

目前，該方向的研究在人體運(yùn)動(dòng)、骨骼模型研究中應(yīng)用比較廣泛。李剛在《基于微型傳感器驅(qū)動(dòng)的三維實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)人體模型》中以生物動(dòng)力學(xué)，根據(jù)人體各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行分層表示，采用傳感器驅(qū)動(dòng)并控制人體骨架的運(yùn)動(dòng)和皮膚模型的變形，實(shí)時(shí)再現(xiàn)人體真是運(yùn)動(dòng)。蔡建軍在《基于歐式距離變換的人體2D關(guān)節(jié)點(diǎn)標(biāo)定》中首先采用歐式距離變換對(duì)圖像序列中的人體目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行細(xì)化，建立目標(biāo)區(qū)域?yàn)閱挝幌袼貙挼娜梭w2D骨骼模型，利用得到的關(guān)節(jié)點(diǎn)八鄰域像素值夠從多種不同人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)精確提取人體關(guān)節(jié)坐標(biāo)。毛以芳在《基于頭肩矩特征的人體識(shí)別研究》中通過建立人體頭肩二維模型，將人體頭肩矩模型特征向量輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成人體目標(biāo)鑒別，最終完成人體識(shí)別工作。

4 結(jié)語

根據(jù)查閱的大量國(guó)內(nèi)外資料發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究主要集中于對(duì)體型的分類和如何設(shè)計(jì)服裝以補(bǔ)正特殊體型不足等方面，其側(cè)重點(diǎn)主要在特體分類、相關(guān)工藝和制版處理方面。作為該項(xiàng)研究的重要手段，三維人體掃描儀目前的改進(jìn)方向已逐漸集中于建立由于體型變化導(dǎo)致人體基準(zhǔn)點(diǎn)位置變化的軌跡模型以優(yōu)化豐富原有模型，使更加適應(yīng)各種體型人群這一新的課題。而解決這一問題的相關(guān)研究-體表點(diǎn)軌跡模型的研究更多地運(yùn)用于人體運(yùn)動(dòng)、骨骼模型和計(jì)算機(jī)3D模擬等領(lǐng)域，將這一研究引入人體型研究是今后該領(lǐng)域研究的重中之重。

［1］ 吳新俠.服裝工業(yè)非接觸三維人體測(cè)量技術(shù)［J］.紡織科技.2010（2）：85-86.

［2］ 陳偉偉，陳雁.非接觸式三維人體測(cè)量技術(shù)的進(jìn)展及應(yīng)用.紡織科技［J］.2010（6）：88-89.

［3］東苗.面向個(gè)性化服裝定制的體形分析與智能修訂［D］.上海：東華大學(xué)，2010.

［4］ 王楠楠，陳建偉.國(guó)內(nèi)外服裝MTM的比較及國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀分析［J］.山東紡織經(jīng)濟(jì)2010（11）：79-80.

［5］ 何瑛，鄒奉元.基于 MTM的服裝規(guī)格研究［J］.浙江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，21（4）：328-332.

［6］ 蘇軍強(qiáng)，劉國(guó)聯(lián).基于三維人體測(cè)量的服裝工業(yè)技術(shù)數(shù)字化研究［J］.紡織導(dǎo)報(bào).2009（6）：110-111.

［7］李曉久，景曉寧.基于非接觸式測(cè)量的人體點(diǎn)云簡(jiǎn)化方法［J］.Journal of textile research，，2012，7（33）：144-148.

［8］ Marina Alexander，Gina R.Pisut，AndradaIvanescu.Investigating women’s plus-size body measurements and hip shape variation based on SizeUSA data.International Journal of Fashion Design，Technology and Education，2012，1，（5）：43-47.

［9］ Kristina Shin，Sun Pui Ng and Ma Liang.A geometrically based flattening method for three-dimensional to two-dimensional bra pattern conversion［J］.International Journal of Fashion Design，Technology and Education，2010，1（3）：3-14.

［10］ 鄭娟，戴建國(guó)，徐蓉蓉，陳美珍，邵新陽.立體裁剪專用松量模型的開發(fā)［J］Journal of textile research，2011，3（32）：105-109.

［11］沈璐.基于特殊體型的紙樣調(diào)整［J］.天津紡織科技，2012（3）：38-40.

［12］肖柳慶.不同凸腹體服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.紡織科技進(jìn)展，2012（2）：67-68，72.

［13］ Tanya Domina，Patrick Kinnicutt，Maureen Mac Gillivray.Thermal Pattern Variations Analyzed Using 2D／3DMapping Techniques among Females［J］.Journal of Textile and Apparel Technology and Management，2011，1，（7）.

［14］ 陳明艷，王祎欣.基于腰腹臀的女性特體分類和褲子樣板設(shè)計(jì)［J］.東華大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，36（2）：129-135.

［15］ HosunLim，CynthiaL.Istook.Automatic pattern generation process for made to measure［J］.Journal of Textile and Apparel Technology and Management，2012，4（7）：110-115.

［16］ 張睿，戴鴻.女性平、翹臀體褲子上襠結(jié)構(gòu)的定量研究［J］.西安工程科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，19（1）：41-45.

［17］ 彭西銀.淺談特體女褲的結(jié)構(gòu)處理與變化［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（13）.