楊楚欣

（博羅中等專業(yè)學(xué)校，廣東惠州 516100）

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)服裝行業(yè)正朝著自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)，也推動(dòng)了電子商務(wù)和網(wǎng)絡(luò)零售的發(fā)展。服裝合體度是影響服裝質(zhì)量和消費(fèi)者滿意度的重要因素[1，2]。然而，來(lái)自 Kurt Salmon Associates的報(bào)告顯示，50%的女性和62%的男性不滿意成衣的合體度[3]。為了生產(chǎn)出滿足不同消費(fèi)者的個(gè)性化產(chǎn)品，新技術(shù)如三維人體掃描儀和服裝CAD系統(tǒng)在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用[4，5]。在這些系統(tǒng)中，基于人體尺寸的服裝樣版生成方法是大批量定制服裝生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，現(xiàn)有三維人體掃描儀價(jià)格昂貴且使用中存在的實(shí)際問(wèn)題阻礙了其在日常服裝生產(chǎn)中的應(yīng)用，尤其是在中小服裝企業(yè)。因此，有必要探索更經(jīng)濟(jì)、更簡(jiǎn)單的人體測(cè)量方法，以適用于小型企業(yè)，甚至被用于家庭使用[6]。

為了滿足這一需求，研究學(xué)者提出了利用現(xiàn)成的攝像機(jī)拍攝的數(shù)字圖像來(lái)提取人體尺寸的方法，被稱為二維人體測(cè)量系統(tǒng)。例如，Pierre和Shi使用人體圖像和自動(dòng)定位算法來(lái)實(shí)現(xiàn)基于圖像的人體測(cè)量，獲得的人體測(cè)量數(shù)據(jù)具有一定的精確度。

然而，在二維系統(tǒng)中，只有高度、寬度和深度可以直接測(cè)量，圍度必須根據(jù)人體橫斷面曲線的模擬來(lái)估計(jì)，用于模擬橫截面曲線的典型方法，包括超橢圓曲線和e樣條（指數(shù)樣條）曲線。Hatakeyama等首先提出使用超橢圓來(lái)估計(jì)體截面，超橢圓具有相對(duì)于中心軸的對(duì)稱形狀。Yao等人選擇e樣條函數(shù)對(duì)不同體截面進(jìn)行近似。顯然，這些曲線擬合和建模技術(shù)對(duì)于人體測(cè)量尺寸的有效性較大地依賴于人體橫截面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

根據(jù)人體尺寸可以進(jìn)行個(gè)體化服裝樣版自動(dòng)生成，主要由兩種方法。一種是基于三維虛擬人體模型的服裝樣版自動(dòng)生成技術(shù)，利用曲面展平技術(shù)從三維虛擬模型中直接開(kāi)發(fā)出個(gè)性化的服裝款式。雖然三維向二維展開(kāi)方法是服裝設(shè)計(jì)到制版轉(zhuǎn)變過(guò)程最便捷的途徑，但是在實(shí)際處理過(guò)程中，特殊部位如胸部等在三維曲線和二維曲線的轉(zhuǎn)換精度上，可能會(huì)影響最終生成樣版的合體性效果。另一種是“量身定制”技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)一組所需的人體尺寸，自動(dòng)地修改服裝CAD系統(tǒng)中的平面樣版。這種方法依賴于已有的服裝樣式、體型尺寸和樣版模版。量身定制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要基于三種不同的方法，包括自動(dòng)放碼規(guī)則、設(shè)計(jì)元素的參數(shù)化和人工智能。其中，人工智能又涉及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯。但是，這些方法都需要操作者對(duì)服裝設(shè)計(jì)、制版工藝和服裝試衣評(píng)價(jià)有足夠的了解。現(xiàn)有的樣版繪制方法在創(chuàng)建樣版以適應(yīng)不同的體型方面仍然不夠，需要建立根據(jù)人體測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)樣版參數(shù)的模型。

為了進(jìn)一步提高樣版生成的效率，本課題主要是探索與裙裝設(shè)計(jì)相關(guān)的人體圍度和高度數(shù)據(jù)間的關(guān)系。考慮到裙子的款式、經(jīng)紗方向等多方面因素，將裙子分為筒裙、A字裙、斜裙、塔裙、分片裙和分割變形裙六大類。首先，在人體數(shù)據(jù)研究的基礎(chǔ)上找出人體動(dòng)態(tài)變化對(duì)女裙基本樣版模型的影響規(guī)律，歸納總結(jié)出女裙原型樣版與人體體型的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其次，在原型樣版的基礎(chǔ)上，研究變化款式樣版生成規(guī)則。最后，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程完成裙片樣版的自動(dòng)生成。系統(tǒng)將基于人體二維圖像的尺寸自動(dòng)提取技術(shù)與樣版自動(dòng)生成技術(shù)相結(jié)合，可自動(dòng)獲得人體特征尺寸，并能根據(jù)用戶設(shè)計(jì)的款式自動(dòng)完成打版工作，可有效地提高服裝生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。

1 女裙原型樣版與人體對(duì)應(yīng)關(guān)系

在對(duì)裙裝款式進(jìn)行搜集與分析后，綜合考慮裙長(zhǎng)、造型、經(jīng)紗方向等因素將100款女裙款式進(jìn)行分類，分為筒裙、A字裙、斜裙、分片裙、塔裙、分割變形裙，其中，筒裙17款、A字裙30款、斜裙13款、塔裙12款、分片裙7款、分割變形裙21款。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，女裙的結(jié)構(gòu)線主要有腰線、腹圍線、臀圍線、側(cè)縫線，這些結(jié)構(gòu)線與人體體型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1及圖1所示。

表1 裙片結(jié)構(gòu)線與人體體型的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖1 裙片結(jié)構(gòu)與人體測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖

因此，與女裙樣版密切相關(guān)的人體特征部位為腰、腹和臀。這些部位的高度尺寸（腰高、腹高、臀高）和圍度尺寸（腰圍、前腰圍、后腰圍、腹圍、前腹圍、后腹圍、臀圍、前臀圍、后臀圍）是繪制女裙樣版必不可少的。而從人體二維照片上無(wú)法直接得到這些尺寸，但可以得到與之相關(guān)的人體身高以及特征部位寬度和厚度的數(shù)據(jù)，人體數(shù)據(jù)研究的目的是找出所需尺寸與這些可測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)系，從而為人體尺寸自動(dòng)提取打下基礎(chǔ)。

本課題使用三維人體測(cè)量?jī)x對(duì)425名18至26周歲的青年女體進(jìn)行測(cè)量，再運(yùn)用imageware軟件導(dǎo)入掃描獲得的三維女體點(diǎn)云圖，截取人體的特征部位數(shù)據(jù)，主要是腰部、腹部和臀部的高度、圍度、寬度和厚度數(shù)據(jù)。然后，運(yùn)用SPSS軟件對(duì)人體特征部位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立各部位數(shù)據(jù)的回歸模型，得到女下體特征部位數(shù)據(jù)的確定規(guī)則。

2 高度模型建立

表2為人體特征部位高度與身高的相關(guān)性分析表。表中，雙尾檢驗(yàn)顯著性水平為0，說(shuō)明這些部位數(shù)據(jù)與人體身高數(shù)據(jù)之間存在著十分顯著的相關(guān)性，可以通過(guò)一元一次線性回歸方程來(lái)建立計(jì)算模型。

表2 人體特征部位高度與身高的相關(guān)性分析

根據(jù)SPSS回歸分析得出的方程，將每一個(gè)樣本的身高代入腰高、腹高和臀高的回歸方程中，得到腰高、腹高和臀高的理論值，將理論值與Imageware軟件測(cè)量值進(jìn)行比較，相減得到相對(duì)誤差S，回歸模型及誤差分布如表3。

表3 高度回歸模型及擬合誤差分析

分析可見(jiàn)，腰高、腹高和臀高的理論值與測(cè)量值相對(duì)誤差均在3cm內(nèi)，根據(jù)95%有效性原則，以上研究符合服裝標(biāo)準(zhǔn)。

3 圍度模型建立

3.1 特征部位寬厚值擬合圍度

首先，計(jì)算人體各特征圍度截面厚度/寬度的值，并按此比值進(jìn)行體型分類；運(yùn)用SPSS軟件對(duì)特征部位的高度、厚度、圍度和寬度進(jìn)行相關(guān)性分析并做出散點(diǎn)圖；利用線性擬合方法得到各類人體特征圍度的回歸方程；最后，將擬合數(shù)據(jù)與Imageware測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行誤差分析及驗(yàn)證。人體特征圍度與該圍度對(duì)應(yīng)厚度和寬度的相關(guān)性分析見(jiàn)表4。

表4 人體特征圍度與該圍度對(duì)應(yīng)厚度和寬度的相關(guān)性分析

由表4可知，人體各特征圍度的相關(guān)系數(shù)都較大，顯著性水平P均為0，相關(guān)性非常顯著，可以進(jìn)行圍度與厚度、圍度與寬度的擬合。

散點(diǎn)圖可以直觀地顯示自變量與因變量的關(guān)系。圖2、圖3為腰圍與腰厚、腰寬的分布散點(diǎn)圖。分析可知，腰圍與腰厚、腰寬呈較好的線性關(guān)系，故可以采用線性擬合方法構(gòu)建圍度模型。

圖2 腰圍與腰厚分布散點(diǎn)圖

圖3 腰圍與腰寬分布散點(diǎn)圖

由以上的散點(diǎn)圖可知，人體特征圍度（腰圍、腹圍、臀圍）與該圍度的厚度、寬度呈線性相關(guān)關(guān)系，故可以采用圍度為因變量，厚度和寬度為自變量建立二元一次方程進(jìn)行圍度擬合，結(jié)果如表5。

表5 各類人體特征圍度的回歸方程式及顯著性水平

根據(jù)回歸分析，把各類特征圍度（胸圍、胸下圍、腰圍、腹圍、臀圍）的回歸方程代入該圍度對(duì)應(yīng)的原有寬度和厚度數(shù)據(jù)得到該圍度的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與原有的圍度數(shù)據(jù)之間存在著一定的誤差。表6為各類人體特征圍度的誤差分析表。

表6 各類人體特征圍度的誤差分析

由表6可知，在95%的有效性原則下，各類人體特征圍度的誤差均在±3cm以內(nèi)，符合服裝標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 特征部位圍度擬合前圍度與后圍度

女下體特征部位圍度與該圍度對(duì)應(yīng)的前圍度、后圍度的相關(guān)性分析見(jiàn)表7。

表7 女下體特征部位圍度與該圍度對(duì)應(yīng)的前圍度、后圍度的相關(guān)性分析

由表7可知，女下體各特征圍度的相關(guān)系數(shù)都較大，顯著性水平P均為0，相關(guān)性非常顯著，因此可以進(jìn)行圍度與前圍度、圍度與后圍度的擬合。

通過(guò)分析散點(diǎn)圖的趨勢(shì)可以確定因變量與自變量之間的關(guān)系，從而選擇合適的模型進(jìn)行研究。圖4與圖5分別是前、后腰圍與腰圍的分布散點(diǎn)圖。分析可知，女下體特征部位圍度與相應(yīng)的前圍度、后圍度的一元一次線性回歸方程是可行的。

圖4 前腰圍與腰圍的分布散點(diǎn)圖

圖5 后腰圍與腰圍的分布散點(diǎn)圖

由以上的散點(diǎn)圖可知，女下體特征圍度（腰圍、腹圍、臀圍）與該圍度對(duì)應(yīng)的前圍度、后圍度呈線性相關(guān)關(guān)系，本課題采用以女下體特征部位的前圍度、后圍度為因變量，對(duì)應(yīng)的圍度值為自變量建立一元一次回歸方程。表8為各類人體特征部位前、后圍度的回歸方程式與顯著性水平分析。

表8 各類人體特征部位前、后圍度的回歸方程式及顯著性水平

由表8可知，數(shù)據(jù)顯著性水平很高，因此以寬/厚比值分類，由圍度擬合對(duì)應(yīng)的前、后圍度的回歸方程是有效的，十分顯著的。

根據(jù)回歸分析，把各類女下體特征部位前、后圍度（前、后腰圍，前、后腹圍，前、后臀圍）的回歸方程代入對(duì)應(yīng)的圍度數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與原有的圍度數(shù)據(jù)之間存在著一定的誤差。表9為各類人體特征圍度的誤差分析表。

表9 各類人體特征圍度的誤差分析

由表9可知，在95%的有效性原則下，各類人體特征圍度的誤差均在±3cm以內(nèi)，符合服裝標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本課題將人體尺寸自動(dòng)提取技術(shù)與女裙樣版自動(dòng)生成技術(shù)相結(jié)合，研究了人體體型與女裙原型樣版之間的關(guān)系，確定了與裙裝基本結(jié)構(gòu)線相關(guān)的人體參數(shù)；通過(guò)三維人體掃描儀對(duì)425名研究對(duì)象進(jìn)行了人體測(cè)量，使用Imageware軟件對(duì)掃描獲得的三維人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)測(cè)量，獲得了腰部、腹部和臀部的高度、圍度、寬度和厚度相關(guān)數(shù)據(jù)；最后，利用回歸分析建立了人體關(guān)鍵部位高度與身高、圍度與寬厚度、前后圍度與總圍度之間的計(jì)算模型，誤差結(jié)果顯示95%以上的數(shù)據(jù)都在±3cm以內(nèi)，基本符合服裝制作的標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)樣版生成提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本課題結(jié)果可廣泛用于服裝行業(yè)中，減少了樣版師的工作強(qiáng)度，降低企業(yè)成本，有利于我國(guó)服裝行業(yè)的定制化及自動(dòng)化的發(fā)展，將我國(guó)服裝行業(yè)推向一個(gè)更高的層次。