人体与服装特征曲面间距离松量的影响因子.pdf

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1、第3 0 卷第5 期 2 0 0 9 年5 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 3 0N o 5 M a y2 0 0 9 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 9 o s 0 1 0 4 0 5 人体与服装特征曲面间距离松量的影响因子 徐继红1 2 ，张文斌1 ( 1 东华大学服装学院，上海2 0 0 0 5 1 ；2 扬州职业大学纺织服装系，江苏扬州2 2 5 0 0 9 ) 摘要为揭示面料力学性能、服装放松量与服装空间距离松量的配伍关系，采用三维人体扫描仪扫描标准人体， 使用不同力学性能的

2、面料制作不同放松量的服装，根据得到的点云数据计算人体特征截面( 胸围、腰围及臀围) 任意 角度人体与服装间的距离松量，分析不同力学性能的面料以及不同放松量服装距离松量的分配规律，讨论面料力学 性能、服装放松量与距离松量的相关性，通过逐步回归方法提取出影响距离松量的主要因子，并拟合线性方程式。 关键词三维扫描；距离松量；特征曲面；服装放松量；力学性能 中图分类号：T S9 4 1 1 7文献标志码：A I n f l u e n t i a lf a c t o r so fd i s t a n c ee a s eo nt y p i c a lc r o s ss e c t i o n

3、s X UJ i h o n 9 1 ”，Z H A N GW e n b i n l ( 1 F a s h i o nI n s t i t u t e ，D o n g h n aU n i v e r s i t y ，S h a n g h a i 2 0 0 0 5 1 ，C h n a ； 2 D e p a r t m e n to fT e x t i l e & F a s h i o n ，Y a n g z h a uP o l y t e c h n i cC o l l e g e ，Y a n g z h o u ，五a n g s u2 2 5 0 0 9 ，C

4、 h i n a ) A b s t r a c tT h ei n t e r n a lr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ed i s t a n c ee a s e m a t e r i a lm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n de a 鸵 a l l o w a n c ew a ge x p o u n d e d C h i e ff a c t o r sa f f e c tt h ea p p e a r a n c eo fag a r m e n tw a sa n a l

5、 y z e d ，a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fv a r i o u sf a b r i c sa n dt h er e a le f l s ed i s t r i b u t i o nr e l a t i o n s h i pb e t w e e nb o d ya n dg a r m e n tw e r ep r o v i d e d f o r3 一Dg a r m e n ts i m u l a t i o n 3 一D $ c a n n e rw a su s e dt om e a s u

6、 r et h es t a n d a r db o d ya n dc l o u d sd a t aw a so b t a i n e d O nt h i sb a s i s ，t h ed i s t a n c ee a s e sb e t w e e nt h eb o d ya n dt h eg a r m e n ta tt y p i c a lc o r s ss e c t i o n s ( b u s t ，w a i s ta n d h i p ) f r o ma n ya n s l ec a l lb ec o m p u t e di nr e

7、 s p e c to ff a b r i c s 诵t l ld i f f e r e n tp h y s i c a lp r o p e r t i e s T h ed i s t a n c ee a r l e d i s t r i b u t i o nr u l eo fv a r i o u sg a r m e n t sr e l a t i v et od i f f e r e n tf a b r i c sW a sa n a l y z e d T h ec o r r e l a t i o no ft h ed i s t a n c e e a s

8、 o ，m a t e r i a lm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n de a s ea l l o w a n c ew a sd i s c u s s e d T h ep r i m a r yf a c t o mw h i c ha f f e c t e d d i s t a n c ee a s e sw e r eo b t a i n e du s i n gs t e p b y s t e pr e g r e s s i o na n dt h ef u n c t i o n sw e r ef i t t e

9、d K e yw o r d s 3 一Ds c a n n i n g ；d i s t a n c ee a s e ；t y p i c a lC r o S Ss e c t i o n ；e a s ea l l o w a n c e ；m e c h a n i c a lp r o p e r t y 人体和服装之间的关系是服装合体性、三维虚 拟和防火服安全性的基础。服装合体性是人们选购 服装最关注的问题。据文献 1 报道，有5 0 的妇 女买不到合身的服装，退货中有5 0 也是因为合体 性问题。为了判断服装外观以及生产号型系列成品 服装的好坏，准确地评估服装合体性是必须的怛j

10、 。 服装版型设计是将三维款式转换成为二维平面版型 过程，在版型设计的过程中，根据款式特点将人体最 重要体型信息和松量组合成为基本原型，因此，服装 款式与松量分配之间的关系对版型生成是非常关键 的。服装C A D 系统向三维的转变是服装业和计算 机技术发展的一个必然趋势和结果b 1 。国内外三维 服装建模研究人员主要根据织物悬垂性与织物力学 性能的关系确定服装建模的各种算法，而目前这类 建模主要是对紧身服装的研究，对于较合身、较宽松 以及宽松型服装的建模还困难，主要是各类风格服 装的空间松量没有办法预测H J 。人体和服装松量间 的空气层是研究防火服的关键指标，B a k e r 1 在防火

11、服的研究中指出人体和内层服装之间的空气层可以 起到隔离密集温度伤害皮肤的作用，研究人体和服 收稿日期：2 0 0 8 0 4 2 6修回日期：2 0 0 8 1 l 一2 5 基金项目：扬州市科技发展项目( Y Z 2 0 0 6 0 7 4 ) 作者简介：徐继红( 1 9 6 9 一) ，女，副教授，博士生。主要研究方向为人体工学与服装结构。张文斌，通讯作者，E m a i l ：岫w e n d h u e x l u c n o 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the

12、watermark 第5 期徐继红等：入体与服装特征瞌蘧翔距离松璧的影响因子 1 0 5 装间不同部位空气层以及空气层的厚度是防火服研 究的重点之一。S o n g 沁采焉三维 霉獾仪技术计算本 同号型防火服空气层的分配，评价服装的保护性能。 影响服装外观效果的因素很多，主要包括服装 的成蘸规格、织物的力学健能以及穿着者酶俸整 等。为了研究影响服装着装外观的主要因素，本 文主要研究了从空间角度计算人体特缎截面( 胸围、 腠匿及襻匿) 任意兔度入体与服装阕的距离松量，并 研究织物力学性熊、服装放松量对距离松量的影响。 1 实验方法 1 1 服装距离松量 服装松量狭义上是指在阕一水平蠢人体表面掰

13、服装表简的最短躐离抽1 ；广义上是指服装与人体的 空闻距离、空阗西积和空间体积归1 。三维服装转换 为二缀服装样板时服装松量的分配是关键，然丽，服 装松量分配是不均匀的。本文主要通过截取胸围、 鹱围及孵围特征横截面计算人体与服装问的法线距 离，将其定义为距离松量，研究距离松爱的分配规律 以及影响因子。 l 。2 样衣制作 为了研究不丽材料对服装的影响，选择了6 种 力学性能差异较大的浅色面料，分别编号为1 - , 2 、 3 - , 4 、5 、6 。面料懿1 4 季争力学性戆采用K E S 风格 仪进行测试。拉伸性能包括：拉伸比功孵， c N c I I l ，c m 2 ；拉伸网复率尺r

14、，；拉伸曲线的线性度 王箩。援缭性能包括：压缩毙功W C ，c N c m c m 2 ；摄缝 功回复率R C ，；腿缩益线的线性度L C 。弯曲性能 包括：弯曲剐度嚣，c N c m 2 c m ；弯曲滞后量2 H B ， c N - c m c m 。剪铹性麓包括：剪切刚度G ， c N ( c m ( 。) ) 、剪切滞后量2 H G ，c N c m ；剪切滞詹量 2 H G 5 ，c N c m 。摩擦性能包括：平均摩擦因数、平均 差不匀率、表露糖糙度，t t m 。震X D P - 1 织物悬垂性 测试仪测试面料悬垂系数F ，用Y G l 4 1 数字式 织物厚度仪测试筒料厚度T

15、，m i l l ，用Y P l 0 2 N 电子天 孚测试织物瑟密度，m 2 。 样农共有6 种成衣规格，分别编号为C l 、C 2 、 C 3 、c 4 、C 5 、c 6 ( 见表1 ) ，将6 种面料按照6 种规格分 裂铡作群衣，编号秀l c l 、l ，C 2 、6 一C 6 共3 6 件。 1 3 特征截面距离松量的读取 采用标准人螽研究人体与服装之间松量关系， 扫箍标准入台未着装与着装2 种状态憋匿像，搜焦 的是根据G B T1 3 3 5 2 一1 9 9 7 制作的标准体人台。 表1 成衣规格袭 T a b 。1G a r m e n t ss i z e st a b l

16、ec m 成农编号B c 9 2 9 4 9 6 9 8 l o o 1 0 4 WH厶B氏WH C l c 2 c 3 c 4 c 5 C 6 7 69 87 7 8l 9 3 0 1 0 2l l 8 29 81 3 8 4 1 0 01 5 8 81 0 41 9 l l 1 3 1 5 1 9 2 l 2 5 8 1 0 1 2 8 1 0 1 4 注：雪G 为群农静成品膊鬻，c m ；W 为棒衣的成箍骚丽，c m ；H 为 样敬的成品臀围，c m ；a B ( 胸围放松量) ；B c 一口。，B 为人台净胸 围。8 4c m ；A 矿( 腰围松量) = 妒一W ，矽为人台净腰嗣= 6

17、 4c n l ； A H ( 磐嚣羧蟹) 。H 一嚣，嚣+ 秀入台净馨黧= 8 9 。 使用 T c 2 三维人体扫描仪进行扫描，先进行* r b d 格式存储再以* W T l 格式存储，主臻目的是通过扫描 仪内部软谇将捂描后酶久台进行2 个胳膊、2 个腿 及农身5 个部分的转换，并导入到3 D M A X 中，将2 个胳膊、2 个腿从衣身进行分离弗转换为* 。d w g 格 式H 引，在A U T O C A D 2 0 0 7 中打开，采用“带基点复制、 粘贴”将未着装入台与着装人台进行合并，观察着装 的效果。扫描的原始衣身多面网格数据图约有4 l 。3 个三维数据点，按照切层读取多面

18、网格数据每 层的坐标点，形成每层均匀间隔为1 5c a 的点云数 据。根据每屡约6 0 个数据点坐标，拟合人体和服装 的胸围、腰圈及臀匿等特征截面，建立根据人体角度 口二者间的法线距离算法，用V B 语言编写程序进行 读取，并作为距离松量( 见图1 ) 。 隧1 人体与服装闽距离松鳖示意图 F i g 1 D i s t a n c ee 8 8 雠b e t w e e nb o d ya n dg a r m e n t 2 特征截面距离松量的影响因子 2 1 胸豳 胸垂的距离松量随着久俸熊度酶变化 嚣变化， 结果见图2 。在人体后背0 = 1 2 0 0 一1 3 5 0 处较小，人 体

19、的胸高点0 = 2 4 0 。处最小，较大的距离松爨基本集 誊在0 = 1 5 0 。一2 1 0 。之隧。由予胳薅豹覆嚣，形成波 幅0 = 1 6 5 0 和0 = 1 9 5 0 ，波谷0 = 1 8 0 0 的波形图形。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 1 0 6 纺织学报 第3 0 卷 瑟2C 3 蔑格不麓露辩试祥黪鹣截蘑距离梭基分枣 魄2 D i s t a n c e e a s ed i s t r i b u t i o ns k

20、e t c ho fC 3g a r m e n t sm a d eo fv a r i o u sm a t e r i a lO nb u s tC R O S Ss e c t i o n 采用S P S S 软件将胸围截面距离松量与面料力 学毪麓进行程关性分析。搬据P e a r s o n 篱单糍关系 n ：( 戈；一露) ( Y ；一夕) 数r2 = i = = I = = = = = = 可知：当lrl 0 。8 ( 瓤一身) 2 ( 嚣一夕) 2 时，视为高度相关；当0 5 IrI 0 8 时，视为中度 糖关；姿0 。3 | r I 0 。5 时，视为低度撩关；当lr l 0

21、 3 时，说明变量之间的相关程度极弱，可视为不相 关1 。 人体0 1 5 0 0 、2 1 0 。处的距离检基与A B 、A W 之间存在着中度线性相关关系，1 6 5 0 和1 9 5 。处距离 松量分别与A B 、W 之间存在高度线性相关关系， 与露荐在着孛度线性裰关关系，其豫入俸角度距 离松量与A B 、W 及日之间则存在着低度线性相 关关系。距离松最与面料的力学性能之间相关系数 均夺予0 。3 ，遣就是说不存凌线链褶焚关系。说暖 人体角度2 2 5 。2 7 0 0 处在人体胸部部位，它的距离 松量不随服装松量及面料性能的改变而改变，而在 1 6 5 。纛1 9 5 。渡羲处，薤离松

22、量随着A B 的变纯呈线性 变化，A B 越大，距离松量变化越大( 见表2 ) 。裘2 中仅列出了与胸截面距离松量中度线性相关的 因子。 嶷2 回归系数分析 1 a b 2C o e f 娃c i e n t s 免了进一步研究距离松量的主要影响因子，采 用逐步网归法进行分析。逐步回归是将变量逐个引 入，引入变量的条件是其偏阐归平方朔经检验是显 著的，同时每引入1 个新变量后，对已选入的变量要 遴行逐个检验，将不显著变量羰除，傈涯最籍变量子 集中的所有变量都是显著的，这样经若干步便得到 “最优”变量子集。得出9 = 1 6 5 0 处距离松量与 A B 线性关系最大，孰裘2 可以看出估计德及其

23、检 验结果，相伴概率值P 0 0 5 ，则网归方程有意义。 ，= 0 2 3 7 x + 0 4 5 7 式中：Y 为0 = 1 6 5 。处的距离橙量，e m ；菇势A B ，c m 。 2 2 腰 围 腰围的距离松量在人体侧避郝位即毋= 1 6 5 0 一 2 2 5 。处的量最大，觅图3 。9 0 。2 2 5 0 处的距离松量与 A B 、W 存在高度线性相关，2 4 0 0 2 7 0 0 处的距离松 量与A B 、W 存在中度线性摆美，9 0 。一1 8 0 。处的距 离松量与存在中度线性相关，1 9 5 0 一2 7 0 。处的距 离松量与A H 存在低度线性相关。同时腰部距离松

24、 量与嚣料的力学妻至能指标之闻存在低度线性耀关。 说明腰部距离松量受A B 和矽的影响较大，而受 面料力学性能的影响较小。 计算黟= 0 。2 2 5 。处距离松囊与A B 、A W 之麓 的线性关系式，得到一= 1 6 5 0 、2 1 0 。、2 2 5 0 处线性回归 显著，其他的角度虽然存在高度相关性，但线性关系 羧合一般。羧合0 = 1 6 5 0 处距离松量与A B 的线性 关系式：Y = 0 2 7 6 算一0 6 6 9 ，式中Y 为毋= 1 6 5 。处距 离松量，e r a ；搿为A B ，c m 。，= 0 1 9 1 戈+ 0 7 9 9 ，式中 Y 隽荸= 2 1 0

25、 。距离松璧，e m ；髫为W ，c m oY= 0 1 石+ 1 9 0 7 ，式中Y 为a = 2 2 5 。处距离松擞，e r a ；茗 为W ，c m 。 2 3 臀围 臀围的距离松量在疗= 0 。1 8 0 0 之间的量要小 予8 = 1 8 0 0 一2 7 0 。之间的量，由予瓯料力学性能的不 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第5 期 徐继红等：人体与服装特征曲面间距离松量的影响因子 。1 0 7 。 瑟3 妫麓穆不褥瑟辩渡襻麴簇截匿

26、聚离橙量分衣 F i g 3 D i s t a n c ee a B ed i s t r i b u t i o ns k e t c ho fC 3g a r m e n t sm a d eo fv a r i o u sm a t e r i a lo nw a i s tc 1 “ o 黼s e c t i o n 同其分布规律瞧苓同，3 、4 + 、5 3 种瑟料的祥衣在器 为2 2 5 。一2 7 0 。之间的距离松量基本相等，而1 、2 和 6 3 种嚣料在0 为2 2 5 0 2 7 0 0 之问形成了以公主线 位置为波幅的波浪形形状，觅豳4 。 图4c 3 规格不间面料试

27、样的臀截面躐离松量分布 F i g 。4 D i s t a n c ee a s ed i s t r i b u t i o ns k e t c ho fC 3g a r m e n t sm a d eo fv a r i o u sm a t e r i a lo nh i pe 勰s e c t i o n 臀围截面的距离松薰与A B 、彤、A H 之间存在 低度线性相关，2 4 0 0 一2 7 0 a 时的距离松量- qL T 、 l 露l i B 、l g B 、G 、2 H G 、2 H G 5 、F 存在中度线性榛关， 9 0 0 一1 0 5 0 时的距离松量岛1 9

28、2 l i b 、G 、2 鹏、2 H G 5 、F 存在中度线性相关( 见表3 ) 。说明臀围截面的距离 松量受A B 、矽纛A H 的影响较冬，主要受霜料力 学性能的影响，人体前面部分臀围的距离松鬣与面 料的拽伸、弯曲、剪切性熊、悬垂系数关系密切，人体 后薤部分臀围瓣彗基离桧璧与嚣料翡弯馥、剪协性髓 及悬垂系数密切相关。 按逐步回归法求出影响显著的变量，并拟合线 性方程，得密艿为9 0 。1 2 0 0 、2 2 5 。一2 7 0 。时酶凝离松 量与飚料的力学性能中有显著关系的变量( 见袭3 ) ， 1 3 5 。一2 1 0 。时的距离松量与面料的力学性能没有显著 的线性回归关系。说明

29、影响臀围距离松蜒的主要网 素是嚣料豹势甥挂熊、弯瞳性能及悬垂系数。 3结论 1 ) 对于胸截面，距离松量的变化主要集中在人 体侧面，受面料力学性能的影响不大，在1 6 5 。和1 9 5 0 波幅处是隧着A B 改变蔼呈现线性改变的，A B 越 大，距离松量变化越大。 2 ) 对鼍：腰截面，距离松量最大量在人体侧面部 位，受A B 和移影响较大，箍螽料物理力学性簏对 其影响较小。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 1 0 8 纺织学报第3 0 卷 3

30、 ) 对于臀截面，距离松量在人体后面的量要小 于人体前面的量，受A B 、A W 和日的影响较小，主 要受面料力学性能的影响。9 0 0 一1 2 0 0 时的距离松量 主要受2 H G 和F 的影响，2 2 5 0 一2 7 0 0 时的距离松量 主要受1 9 2 H B 的影响。也就是说影响臀围距离松量 的主要因素是面料的剪切性能、弯曲性能及悬垂系 数。 参考文献： 1 A S H D O W NS ，L O K E Rs U s eo fb o d y8 c a nd a t at od e s i g n s i z i n gs y s t e m sb a s e do nt a

31、r g e tm a r k e t s J N a t i o n a lT e x t i l e C e n t e rA n n u a lR e p o r t ，2 0 0 1 ( 1 1 ) ：1 5 2 K O H NIL ，A S H D O W NSP U s i n gv i d e oc a p t u r ea n d i m a g ea n a l y s i st oq u a n t i f ya p p a r e lf i t J T e x t i l eR e sJ ， 1 9 9 8 ，6 8 ( 1 ) ：1 7 2 6 【3 周旭东，李艳梅人体三

32、维测量技术分析 J ，上海纺 织科技，2 0 0 2 ，3 0 ( 6 ) ：5 8 5 9 Z H O UX u d o n g ，L IY a n m e i 3 - d i m e n s i o n a l b o d y m e a s u r e m e n tt e c h n o l o g y J S h a n g h a iT e x m eS c i e n c e T e c h n o l o g y ，2 0 0 2 ，3 0 ( 6 ) ：5 6 5 9 4 W A N GZ ，N E W T O NE ，N GR ，e ta 1 E a s ed i s t

33、r i b u t i o ni n r e l a t i o nt ot h eX - l i n es t y l ej a c k e t ，p a r t1 ：d e v e l o p m e n to fa m a t h e m a t i c a lm o d e l J T h eT e x t i l eI n s t i t u t e ，2 0 0 6 ( 3 ) ： 2 4 7 2 5 6 5 B A R K E RRL ，H A M O U D AH M o d e l i n gh e a ta n dm o i s t u r e 6 7 8 9 1 0 1

34、1 t r a n s p o r t i nf i r e f i g h t e rp r o t e c t i v ec l o t h i n gd u r i n gf l a s hf i r e e x p o s u r e C N a t i o n a lT e x t i l eC e n t e rR e s e a r c hB r i e f s ： M a n a g e m e n tS y s t e m sC o m p e t e n c y s 。n ：2 0 0 4 S O N GG W C l o t h i n ga i rg a pl a y

35、e r sa n dt h e r m a lp r o t e c t i v e p e r f o r m a n c ei ns i n g l eh y e rg a r m e n t J J o u r n a lo f I n d u s t r i a lT e x t i l e ，2 0 0 7 ，3 6 ( 3 ) ：1 9 3 2 0 5 W A N GZ ，N E W ”I D NE ，N GR ，e ta 1 M o d e l i n go fc r 0 8 8 - s e c t i o n a ls h a p ef o rw o m e n Sj a c

36、k e td e s i g n J J o u r n a lo ft h e T e x t i l eM a c h i n e r yS o c i e t yo fJ a p a n ，2 0 0 7 ，4 ( 6 3 ) ：8 7 9 6 W A N GZH S t u d yo nt h er e l a t i o nb e t w e e ng a r m e n ts t y l e a n de a g ed i s t r i b u t i o n J J o u r n a lo fD o n s h u aU n i v e r s i t y ： E n g l

37、 i s hE d i t i o n ，2 0 0 4 ，2 1 ( 6 ) ：3 1 3 7 M I Y O S H IM ，H I R O K A W AT S t u d yo nt h em e t h o do fa v a c a n ts p a c ed i s t a n c ei naw o r nj a e k e tf o rc l o t h i n gp a t t e r n d e s i g n J J o u r n a lo ft h eJ a p a nR e s e a r c hA s s o c i a t i o nf o r T e x t

38、i l eE n d - U S e S ，2 0 0 1 。4 2 ( 4 ) ：2 3 3 2 4 1 徐继红，张文斌，肖平人体与服装特征曲面间面积松 量的分配关系 J 纺织学报，2 0 0 8 ，2 9 ( 5 ) ：1 1 2 1 1 6 X UJ i h o n g ，Z H A N GW e n b i n ，X I A OP i l l g A r e ae s l $ e d i s t r i b u t i o nr e l a t i o n s h i pb e t w e e nb o d ya n dg a r m e n t J J o u r n a lo f

39、T e x t i l eR e s e a r c h ，2 0 0 8 ，2 9 ( 5 ) ：1 1 2 1 1 6 余建英，何旭宏数据统计分析与$ P S S 应用 M 2 版北京：人民邮电出版社，2 0 0 5 ：1 6 4 Y UJ i a n y i n g ，H EX u h o n g D a t aS t a t i s t i c a lA n a l y s i sa n d A p p l i c a t i o no fS P S S M 2 n dE d i t i o n B e i j i n g ：P o s t s T e l e c o mP r e s s 。2 0 0 5 ：1 6 4 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark