張青 郭思 劉成霞

摘要： 文章分析了江浙地區(qū)青年女性與成熟女性的胸腰臀部形態(tài)，為少淑女裝與成熟女裝版型制作提供相關(guān)數(shù)據(jù)。采用美國[TC]2三維人體掃描儀獲取110個(gè)江浙地區(qū)女性人體的相關(guān)數(shù)據(jù)和點(diǎn)云信息，利用Geomagic Studio及Matlab編程分別獲取人體胸部下垂角、臀凸角及腰部平均曲率。通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，將青年女性（18～29歲）與成熟女性（30～45歲）胸腰臀部形態(tài)分別分為3類，并進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明成熟女性胸部下垂角更加分散;腰部較青年女性更厚實(shí)，圍度檔差增加，后腰內(nèi)凹曲線不明顯;臀凸角均值小于青年女性。研究表明成熟女性在臀圍相同的情況下，臀腰差可能會(huì)有較大差異。

關(guān)鍵詞： 青年女性;成熟女性;三維人體掃描;三圍形態(tài);腰部曲率;中間體

中圖分類號(hào)： TS941.17 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ? 文章編號(hào)： 1001-7003（2019）04-0050-06 ? 引用頁碼： 041109

Abstract： Bust， waist and hip shapes of young and mature women in Zhejiang and Jiangsu provinces were analyzed to provide data reference for the young and mature women’s clothing patterns. Body-related data and point cloud information of 110 women in Zhejiang and Jiangsu were obtained by [TC]2 body scanner of US. The human bust sagging angle， hip convex angle and average waist curvature were acquired by Geomagic Studio and Matlab programming. By means of mathematical statistics， bust， waist and hip shapes of young women （18 to 29 years old） and mature women （30 to 45 years old） were divided into 3 categories and were compared. The results showed that the bust sagging angle of mature women was more dispersed than that of the young women; the waist was thicker than that of the young women， the deflection of circumference increased significantly， and the internal concave curve of the posterior waist was not obvious; the mean value of the hip convex angle was smaller than that of young women. Results indicate that the difference between hip and waist of mature women may be fairly large under the same hip circumference.

Key words： young women; mature women; 3D body scan; bust， waist and hip shapes; waist curvature; intermediate

體型分析是服裝號(hào)型研究與版型制作的一個(gè)重要課題。針對(duì)女性各年齡段，不同女裝品牌在風(fēng)格、版型、價(jià)格等定位上也有所差異。如市場(chǎng)上常見的少淑女裝品牌Jucy Judy、Mixxo等品牌針對(duì)的女性群體為20～30歲[1]，而成熟女裝哥弟、瑪絲菲爾等品牌則針對(duì)30歲以上的女性[2]。不同年齡層女性體型也不同，現(xiàn)階段中國女裝服裝號(hào)型分類的依據(jù)主要是胸腰差與臀腰差等，而按照此類方法采用的人體數(shù)據(jù)較少，分類不夠細(xì)致。

針對(duì)此現(xiàn)狀，尹玲等[3]采用有序樣本最優(yōu)分割的方法提取了人體6個(gè)因子，對(duì)青年、成熟女性及中老年女性進(jìn)行體型分類，得到了3個(gè)年齡段體型的中間值。錢露露[4]綜合了K-means與C模糊均值聚類兩種方法對(duì)中老年女性體型進(jìn)行了細(xì)分。金娟鳳等[5]將青年女性臀部形態(tài)進(jìn)行了細(xì)分，并構(gòu)建了青年女性臀部識(shí)別的PNN模型。王琪明[6]獲取了女性人體截面面積與周長等，并將人體體型分為3類。夏明[7]、夏鳳勤等[8]利用橢圓傅里葉擬合人體特征曲線，并將人體進(jìn)行了分類。Wookyung Lee等[9]將人體尺寸轉(zhuǎn)化為角缺陷結(jié)構(gòu)，并以此描述了不同年齡段女性的體型特征。方方等[10]選取腰臀比和臀凸高作為分類指標(biāo)對(duì)樣本進(jìn)行了聚類，得到了9種腰臀部聚類模型。綜上，前人主要研究了女性整體與細(xì)部形態(tài)分類，但缺少對(duì)成熟女性與青年女性胸腰臀部的對(duì)比研究。版型的設(shè)計(jì)與胸腰臀部形態(tài)息息相關(guān)，不同年齡段的女性在三圍細(xì)部形態(tài)上有較大差異。

本文通過測(cè)量江浙地區(qū)46名成熟女性（30～45歲）及64名青年女性（18～29歲）的胸腰臀部尺寸，獲取胸部下垂角、腰部曲率、臀凸角及橫矢比等相關(guān)數(shù)據(jù)，提取各細(xì)部特征重要因子，對(duì)兩類女性細(xì)部體型進(jìn)行聚類。為滿足兩類人群穿著胸部、腰部、臀部的合體與美觀性，研究兩類群體的胸腰臀形態(tài)差異，從而為相應(yīng)的少淑與成熟女裝的版型制作提供數(shù)據(jù)參考。

1 人體數(shù)據(jù)提取

1.1 人體掃描

首先測(cè)量46名成熟女性（30～45歲）及64名青年女性（18～29歲）的身高與體重，再使用美國[TC]2三維人體掃描儀獲取人體276項(xiàng)數(shù)據(jù)及人體點(diǎn)云信息。測(cè)量過程中，女性長發(fā)一律挽起，且只穿著貼身內(nèi)褲。為提高數(shù)據(jù)測(cè)量的精確性，減少機(jī)器測(cè)量的誤差，每個(gè)人體均進(jìn)行3次測(cè)量。

1.2 人體細(xì)部數(shù)據(jù)提取

將掃描后的三維人體信息導(dǎo)入Geomagic Studio逆向工程軟件，對(duì)人體模型進(jìn)行去燥、順滑等預(yù)處理。由于人體體型復(fù)雜，本文采用手工提取特征點(diǎn)與特征曲線的方法[11]，依次提取人體胸部、腰部與臀部的橫向截面、縱向中截面及過BP點(diǎn)的縱向截面，其中腰部曲線提取的人體體側(cè)內(nèi)最凹點(diǎn)所在橫截面，臀部曲線則是提取的人體臀部側(cè)面最凸點(diǎn)所在橫截面。

1.2.1 人體胸部與臀部數(shù)據(jù)提取

由于女性人體縱向中截面無法體現(xiàn)女性胸部形態(tài)，因此獲取過BP點(diǎn)的縱向截面來量取乳房高度和下胸圍高度。將BP點(diǎn)和乳房最底點(diǎn)（下胸圍線與縱向截面的交點(diǎn)）連線與胸圍所在平面形成的夾角定義為下垂角，胸部下垂角可以反映女性胸部豐滿與下垂程度，測(cè)量方法見圖1。該方法的測(cè)量結(jié)果容易受站立姿勢(shì)及下胸圍線選取的影響，為了減少以上情形造成的誤差，求取同一人體對(duì)應(yīng)的三個(gè)模型的測(cè)量平均值。臀凸角能反映出臀部下垂的狀態(tài)，而臀部形態(tài)對(duì)褲裝版型的制作有重要的影響。圖2為測(cè)量人體縱向橫截面的后腰點(diǎn)與后臀點(diǎn)的坐標(biāo)，定義臀凸角為后腰中點(diǎn)（腰圍線與縱向中截面的交點(diǎn)）與臀圍線后中點(diǎn)（臀圍線與縱向中截面的交點(diǎn)）連線與人體所在縱向中截面的夾角。

1.2.2 人體腰部數(shù)據(jù)提取

除了提取腰寬、腰厚與腰圍這三項(xiàng)數(shù)據(jù)外，本文加入前腰曲率來更好地描述腰部形態(tài)。腰部曲率能反應(yīng)出人體腰部脂肪堆積狀態(tài)。通過人體縱向與橫向截面，截取前腰曲線（圖3），將截圖保存為JPG格式。

將曲率信息導(dǎo)入Excel文件，刪除噪點(diǎn)，對(duì)剩余的有效曲線曲率求取平均值。圖4（a）為前腰部曲線的灰度圖像，圖4（b）為刪去噪點(diǎn)曲率后的前腰曲率均值。

2 數(shù)據(jù)分析與處理

2.1 胸腰臀部形態(tài)分析

圖5為胸部下垂角與年齡的頻率直方圖。由下垂角的定義可知，乳房縮小與下垂均會(huì)造成其角度變大，乳房增大則會(huì)造成角度變小。25歲以前的女性胸部下垂角（弧度角）較為集中（如圖5中矩形框區(qū)域所示），主要分布在0.4～0.8，25～39歲的女性胸部下垂角則較為分散，其中部分分布在0.2～0.5（如圖5中六邊形框區(qū)域所示），與低于25歲的女性相比偏小，其原因可能為該年齡段的部分女性生育造成其乳房增大。40以上人群的胸部下垂角偏大（如圖5中橢圓形區(qū)域所示），原因可能為該年齡段女性胸部下垂導(dǎo)致。

圖6為成熟女性與青年女性的腰部橫矢比散點(diǎn)圖。圖7為成熟女性與青年女性臀凸角散點(diǎn)圖。

由圖6可以看出，青年女性的橫矢比更為分散，且整體上大于成熟女性（成熟女性腰部橫矢比均小于1.5），其原因?yàn)殡S年齡增長，成熟女性腰部脂肪堆積更為明顯，導(dǎo)致腰部曲線更加圓潤。圖7顯示，青年女性臀凸角整體略大于成熟女性，數(shù)據(jù)結(jié)果表明青年女性臀部更翹，成熟女性臀部較下垂。

2.2 胸腰臀部聚類分析

對(duì)人體局部形態(tài)進(jìn)行分類時(shí)，分類過少會(huì)導(dǎo)致同一類別之間差異較大，分類過多則會(huì)導(dǎo)致服裝生產(chǎn)過程繁瑣，因此將成熟女性與青年女性各細(xì)部形態(tài)分為3類。利用SPSS對(duì)不同部位進(jìn)行K-means聚類，聚類所用的因子如表1所示。

2.2.1 成熟女性與青年女性的胸部聚類

圖8與圖9分別為其胸部橫截面，根據(jù)橫截面的形態(tài)，將3類胸部定義為扁平體、正常體、豐滿體。扁平體前胸曲線較順直，正常體前胸曲線略有內(nèi)凹，豐滿體前胸曲線內(nèi)凹較明顯。表2為成熟女性與青年女性的胸部中間體數(shù)據(jù)，由表2可知，成熟女性的扁平體與正常體的胸部圍度與青年女性較為接近，而豐滿體的胸部圍度差異較大。青年女性胸部下垂角明顯大于成熟女性，表明成熟女性胸部中間體更加豐滿。成熟女性的三類胸部中間體之間的圍度檔差為11.46cm與17.63cm，遠(yuǎn)大于青年女性的7.97cm與6.56cm。因此，成熟女性的胸寬整體大于青年女性。

2.2.2 成熟女性與青年女性腰部聚類

圖10與圖11為3類腰部的橫截面，將其定義為較細(xì)、正常、較粗。表3為成熟女性與青年女性的腰部中間體數(shù)據(jù)，眾所周知，隨著年齡增長，女性的腰部變化明顯。顯示為圖10中青年女性的前腰與后腰中部有明顯的內(nèi)凹，而成熟女性的腰部曲線則更加渾圓，這是由于腰腹脂肪的堆積所致，同時(shí)成熟女性中腰部較細(xì)的人群比例明顯縮小。由表3可知，成熟女性的第三類（較粗）腰圍遠(yuǎn)大于第三類青年女性，成熟女性整體上腰厚略大于青年女性，其腰圍檔差分別為11.25cm與14.62cm，遠(yuǎn)大于青年女性的8.41cm與4.59cm。

2.2.3 成熟女性與青年女性的臀部聚類

圖12與圖13為不同臀部類別的縱向截面，根據(jù)截面形態(tài)的不同，將這三類臀部分別定義為較翹、較扁、正常。表4為成熟女性與青年女性臀部聚類的中間體信息。由表4數(shù)據(jù)可知，成熟女性臀部形態(tài)的第一類與第二類臀圍較為接近，但其臀腰差的差異較大，分別為20.40cm與2.00cm，因此在實(shí)際生活中，成熟女性購買褲裝時(shí)，若僅參考臀腰差，則只能滿足褲裝腰部的合體性，而忽視了臀部的合體性;而青年女性的臀腰檔差較為均勻，現(xiàn)有褲裝檔差基本能滿足其需求，同時(shí)青年女性的臀部較扁體與正常體之間的臀凸角差異較小。對(duì)比臀部較翹的中間體數(shù)據(jù)可知，兩類中間體的臀寬、臀厚與臀凸角相差較小，但青年女性的臀圍比成熟女性大8.58cm，說明青年女性臀圍曲線更加飽滿。

3 結(jié) 論

本文以46名成熟女性（30～45歲）及64名青年女性（18～29歲）為研究對(duì)象，通過獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，計(jì)算出胸部下垂角、臀凸角、腰部平均曲率等，并對(duì)三圍細(xì)部進(jìn)行了聚類分析，得到以下結(jié)論。

1）對(duì)比不同年齡女性的胸部下垂角得知，江浙地區(qū)18～25歲的青年女性胸部下垂角較為集中。25～40歲的部分女性胸部下垂角相對(duì)較小，可能與生育造成胸部更加豐滿有關(guān)。40歲以上女性胸部下垂角相對(duì)較大，原因可能為胸部下垂。

2）由成熟女性與青年女性腰部橫矢比可知，江浙地區(qū)成熟女性腰部更加圓潤，脂肪堆積較多，后腰曲線內(nèi)凹不明顯。成熟女性腰圍檔差明顯大于青年女性。因此在褲裝號(hào)型分類中，江浙成熟女性褲裝腰圍檔差應(yīng)適當(dāng)增加。

3）加入了臀凸角作為臀部聚類因子，聚類結(jié)果表明對(duì)于成熟女性中的較翹臀型與正常臀型這兩類來說，雖然其臀圍較接近，但臀腰差分別為20.40cm與2.00cm，即兩類人群的臀腰差值大小有明顯差異。

4）通過快速聚類，將江浙地區(qū)青年女性與成熟女性的三圍形態(tài)分為三類：胸部分為扁平、正常、豐滿;腰部分為較細(xì)、正常、較粗;臀部分為較扁、正常、較翹，并獲取了中間特征體的細(xì)部尺寸。

通過人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算胸腰臀部的角度信息，本文加入角度信息對(duì)人體進(jìn)行研究。聚類結(jié)果表明，江浙地區(qū)成熟女性在臀圍相同的情況下，臀腰差值卻存在17.6cm的差異，若僅以腰部尺寸為褲裝的參考，成熟女性在實(shí)際生活購買服裝時(shí)則難以滿足臀部合體性，成熟女性褲裝臀腰差應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化。本文的研究結(jié)果可為江浙地區(qū)少淑女裝和成熟女裝版型制作提供相關(guān)參考數(shù)據(jù)。

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