乳房位置对上衣结构的影响

罗琳琳， 王宏付

(江南大学 纺织服装学院， 江苏 无锡 214122)



乳房位置对上衣结构的影响

罗琳琳， 王宏付

(江南大学 纺织服装学院， 江苏 无锡 214122)

为提高女上装胸部设计的合体性，通过对180名女大学生进行人体测量，获得乳房有关数据，用模糊C均值算法进行聚类，得到胸部最高点(即BP点)的纵向及横向相对位置。采用OptiTex技术的3-D模块进行模型构建及立裁实验，获得不同上衣原型样板并进行叠加，分析重要工艺点的位移变化。结果显示：BP点纵向位置指标比值主要为1.00、1.12和1.24，省尖下移，肩省平均横向增加0.6 cm，而腰省平均横向减小0.6 cm；BP点横向位置指标比值主要为0.9、1.0、1.1，省尖左右移动，省的大小基本不变。研究结果对特殊体型样板结构设计与修正具有指导意义。

三维人体测量； BP点； 服装CAD； 前片样板； 工艺点

为了改善女上装的合体性，建立女装上衣纸样的数学模型，提高数字化服装的合体性，近年来许多服装院校和相关研究机构就特殊体型对服装结构样板的影响进行了大量的研究。钱露露等[1]通过三维人体扫描仪获得背部形态相关数据，主要针对肩胛骨形态进行聚类分析，然后通过模拟不同种类的肩胛骨模型，获得结构样板，将样板进行叠加，总结出平面结构的变化规律。彭磊等[2]提取女性特殊体型指标后以凸胸、凸肚和高肩胛骨3种情况进行人台补正获得女装原型样板，以期完善特殊体型女装原型的样板库，但对于乳房在上体位置的差异导致的衣身结构的变化还鲜有研究。本文以此为切入点，着重探讨了乳房在纵向及横向位置的变化特点及相应位置合体上衣结构样板的差异，归纳样板的结构变化规律，以期为服装生产提供理论参考。

1 三维人体测量

1.1 测量仪器与测量要求

测量实验在三维人体测量室进行，采用的测量仪器是德国VITUS SMART XXL 非接触人体扫描仪。实验室的温度为(27±3)℃，湿度为(60±10)%[3]。

实验室封闭无照明，被测试者上身全裸，下身可穿浅色内裤，头发束起并戴白色帽子；被测试者自然站立，全身放松，避免耸肩、背弯等；双脚放在仪器测试台的标记处，双臂自然下垂在身体两侧向上微抬8～10 cm。测量时，被测试者目视前方，保持自然呼吸，避免身体晃动。为减小误差，对每位被测者进行3次测量，取其平均值。

1.2 测量项目

根据研究目的，选取包括身高、胸围、肩峰点高a(肩峰点距离地面的垂直高度)、BP点高b(BP点距离地面的垂直高度)、前腰节高c(前腰节距离地面的垂直高度)、颈窝点到左BP点距离d、颈窝点到右BP点距离e、乳间距f共8个项目[4]。

2 数据分析

2.1 基本统计量分析

样本数要根据实际情况而定，既要避免样本数太少造成误差太大，也要避免样本数太多导致人力物力的浪费，通过公式计算最终确定此次实验测量的人数为180。为了剔除可能影响分析结果的异常数据和无效数据，要对数据进行预处理。经过数据预处理后最终确定有效数据样本为178个[5]。根据实验目的，对测量项目进行简单计算产生新的量，如图1所示。肩胸高差为h1(即肩峰点高a与BP点高b的差值)；胸腰高差为h2(即BP点高b与前腰节高c的差值)；颈窝点与左右BP点距离之和为g(即颈窝点到左BP点距离d与颈窝点到右BP点距离e之和)。

图1 BP点指示图Fig.1 BP point indicator diagram. (a)BP point longitudinal position variable; (b)BP point horizontal position variable

BP点的位置变化主要为纵向高低和横向左右变化，令j=h1/h2，j反映了BP点在上体肩峰和腰节线之间的相对位置即在上体纵向相对位置[6]。令k=2f/g，f为乳间距，k反映了BP点的外阔程度即在上体的横向相对位置。

2.2 BP点纵向位置分析

j能直观地反映BP点在上体的纵向位置。对于明显具有类别的数据，通过聚类算法可以把整个数据聚为几类，每个类别之间具有很高的相似度。为更清楚认识比值j的分布情况，采用模糊C均值聚类(FCM)。聚类结果用表征聚类有效性的目标函数来判定，满足一定条件时，迭代停止得到最终的聚类中心。隶属度矩阵U是取值在[0,1]间的元素，一个数据集的隶属度的和总满足：

FCM的目标函数为

式中：U={uij}表示隶属度矩阵;uij为隶属度值;dij=‖xj-vi‖表示数据xj与聚类中心vi之间欧氏距离；m为模糊指数，取值为2；V=(v1,v2,…,vC)，vi表示各个聚类中心点。为使目标函数值达到最小，通过拉格朗日乘数法求解可得

和

通过对2～6类的聚类结果进行分析比较可知，聚类数为5时，分类效果比其他类别更明显，所以最终聚类数为5。经过25次迭代后，目标函数达到最小，且几乎保持不变，此时迭代终止，5个类的终止聚类中心见表1。聚类中的样本数见表2。

表1 BP点纵向最终聚类中心Tab.1 Final cluster centers of BP point longitudinal

表2 BP点纵向聚类中的样本数Tab.2 Cluster sample number of BP point longitudinal

从表1、2可以看出：BP点主要分布在肩峰点与腰节线的中间或偏下的位置；肩峰点与BP点的高度差和BP点与前腰节高度差的比值j在1.42的人数为5，人数极少，这类情况属于特殊情况；人体胸部的位置相对固定，无论相对上体是偏上还是偏下都有极限值；第2类的肩峰点与BP点的高度差和BP点与前腰节高度差的比值j为0.97，近似看做1，即BP点大致位于肩峰点与腰节线的中间位置，这类人数最多，视为中间型；第3类的肩峰点与BP点的高度差和BP点与前腰节高度差的比值j为0.85，即BP点偏高类型人数为10，占总样本数的5.6%；第1类和第4类的比值j分别为1.12和1.24，所占样本比例为29.2%、25.8%，这2类属于比较常见的类型。

2.3 BP点横向位置分析

k值能直观反映BP点在上体的横向相对位置。为了更清楚认识BP点的横向分布情况，将k值进行模糊C均值聚类。在进行2～6类聚类结果比较后发现5类的聚类效果较好，所以最终聚类数为5。经过20次更迭后，目标函数达到最小，且几乎保持不变，此时迭代终止，5个类的终止聚类中心见表3。聚类中的样本数见表4。

表3 BP点横向最终聚类中心Tab.3 Final cluster centers of BP point horizontal

表4 BP点横向聚类中的样本数Tab.4 Cluster sample number of BP point horizontal

从表3、4可看出：这个群体的BP点在横向的大致位置是偏离人体中线而靠近人体两侧；第2类的比值k为0.8，在5类中比值最小，说明BP点位置相比其他4类而言内敛程度较大，它的样本数为5，仅占2.8%，视为特殊情况；第4类的比值k为1，样本数为69，占38.7%，这类型的样本数是5类中最多的，因此可看成中间型；第3类、第1类的比值k分别为1.1、0.9，所占样本比例分别为33.1%、17.4%，这2类属于比较常见的类型。第5类BP点位置外阔程度最大，视为特殊情况，在此不予考虑。

3 BP点位置变化模拟实验

3.1 实验对象及用具

按照GB/T 1335.2—2008《服装号型 女子》以165/84A标准人体模型作为实验参照对象[8]；使用OptiTex服装CAD软件[9]、CorelDRAW绘图软件等。

3.2 实验方法及步骤

3.2.1 BP点位置的调整

本文将BP点的位置变化作为变量，考察当BP点相对位置变化时引起衣身前片结构的变化。借助OptiTex服装CAD软件的3-D模特，通过对模特进行局部属性调整，在保持胸部大小不变的情况下把模特BP点位置进行上下调整和左右调整，实验分为2组:第1组是BP点纵向调整，分3种情况，比值j分别为1.00、1.12、1.24。第2组是BP点横向调整，亦分3种情况，比值k分别为0.9、1.0、1.1，如图2所示。

3.2.2 人体模型标注

人体模型基准线的标注[10]是立体裁剪最基本也是重要的一个步骤，基准线的精准程度关系到制版质量的好坏以及实验数据的准确性。

3.2.3 立裁取版及补正

在OptiTex服装CAD软件的3-D模块中，根据事先标注好的基准线进行分块处理，然后根据曲面分块得到的衣片读取到平面纸样编辑窗口，对分块进行拼合修正，调整样板曲线后制成样衣，给模特进行试穿，观察服装是否合体，如样衣贴合模特曲面且服装的结构线与模特身上的标注线基本吻合，则认为样板合理，如存在偏差，则继续调整样板曲线，直到获得与人体表面相吻合的服装样板，而后将合体样板的各个工艺点标上字母以便比较区分。

4 实验结果与分析

4.1 BP点纵向位置变化下样板分析

将依据模特BP点纵向高度属性变化后取得的样板进行叠加，见图3。分别测出其余2种状态下各工艺点相比中间样板的增量，测量各样板之间的增量，见表5。表格中的工艺点与样板上的工艺点一一对应。

图3 BP纵向位置变化下样板叠加图Fig.3 Pattern stacking under longitudinal Change of BP point

1)省的变化：肩省省尖的位移变化和BP点的位移变化相同，当j为1.12时，相比j为1.00，BP点下移0.54 cm，肩省的省尖向下增加0.54 cm，而腰省则相应减少相同的量；随着BP点下移，原来BP点位置有些许的余量，需要在加大肩省使得样板合体的同时减小腰省来满足新的BP点需要的量，肩省增加的量平均为0.6 cm，腰省减小0.6 cm。省的变化应该考虑美观性，当省量过大时应该将部分省量进行转移，当省太长时也会影响美观性，可以选择不同部位的省来代替。

表5 样板差量表Tab.5 Differences of models cm

注：横向向右为正值，纵向向上为正值。

2)侧缝增量：BP点下调会使样板的宽度不够而造成衣身紧绷，需要增加侧缝的量，点C横向延伸，样板侧缝增加的差量为0.3 cm。

3)胸宽线的变化：通过作袖笼弧线的垂直切线，反复测量验证，随着BP点的下移，前胸部的宽度变小。

4)袖笼弧线的变化：袖笼弧线形态基本不变。

4.2 BP点横向位置变化下样板分析

图4示出BP横向位置变化时样板叠加图，表6示出样板差量。通过图4和表6分析可知，对横向位置变化下的样板进行叠加，发现乳房的横向变化对样板的主要影响是省的位置变化。相比k=1.0时的样板，k=0.9时的样板BP点左移0.55 cm，由于BP点左移，经过V点的省道长度变短，为了保持V点和L点的省道长短一致，工艺点L下移0.26 cm，同时要保持肩线长度不变，点L左移0.18 cm。k=1.1时，BP点右移0.53 cm，此时过点V的省道变长，为了保证点V和点L的省道长短相同，工艺点L上移0.22 cm，同时右移0.19 cm，以保证肩线长度不变。

图4 BP横向位置变化下样板叠加图Fig.4 Pattern stacking under laternal chang of BP point表6 样板差量表Tab.6 Differences of models

cm

注：横向向右为正值，纵向向上为正值。

长期以来，不同领域对人体乳房进行了大量的研究，对于乳房审美的标准说法不一，但是对于下垂、外阔型的乳房属于不完美乳房的说法是被大家所认同的。在服装设计的过程中，不仅要合体性好，同时美观性也是不可或缺的，对于外阔，下垂型的乳房，在进行服装设计的时候不能完全只根据乳房的位置来考虑，这样会暴露人体缺陷，影响服装的美观性，外阔、下垂型的乳房可以通过调整型文胸得到改善。总之，在进行合体服装的设计过程中，服装合体性、美观性要综合考虑。

5 结 论

1)通过三维人体测量获得与人体乳房相关的数据，采用数理分析手段对数据进行分析得出人体乳房相对位置变化的特点。从纵向上看：肩峰点与BP点高度差和BP点与前腰节高度差的比值j主要为1.00、1.12、1.24，各自占比为36.5%、29.2%、25.8%，可知总体上乳房在中间偏下位置。从横向上看:乳间距的2倍和颈窝点到左右BP点距离之和的比值k主要为0.9、1.0、1.1，各自占比17.4%、38.4%、33.1%，乳房总体外阔。

2)利用OptiTex的3-D模特进行属性调整分别模拟出乳房的位置变化，用数字化立体裁剪，得出相应的样板，把样板进行叠加，通过对比样板各个工艺点的差量可知，BP点的纵向变化主要引起肩省和腰省的大小及省尖纵向位置变化，当j=1.12时，省尖下移0.54 cm，j=1.24时省尖下移1.10 cm，成等差变化，肩省变大，腰省变小。BP点的横向变化主要引起肩省和腰省省尖的横向变化，当k=0.9时，BP点左移0.55 cm，当k=1.1时，BP点右移0.53 cm，可见BP点横向变化成等差变化，而省的大小几乎不变。

3)乳房位置差异并不是单纯的纵向和横向变化，还有纵向和横向组合变化，该问题在后续研究中会继续深入探讨。

FZXB

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Influence of breast location on structure of female upper garment

LUO Linlin， WANG Hongfu

(CollegeofTextilesandClothing,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China)

In order to make the chest design of upper outer garment fitter, 180 female college students were selected to be measured for acquiring the relative data of the chest, and then fuzzy C-means clustering method was used to obtain the location of the highest point of chest (BP point)in the upper longitudinal relative position and lateral position. The text uses the 3-D module of the OptiTex technology to build the models and make the three-dimensional cutting experiment to acquir different sample plates, stacks the sample plates and analyzes the displacement change of important technical points. The result shows that the BP longitudinal position indicator ratio mainly points to 1.00, 1.12 and 1.24. When the dart moves down, the shoulder dart increases the amount of the average transverse by 0.6 cm, and the waist dart decreases the amount of the average transverse by 0.6 cm as well. The BP lateral position indicator ratio mainly points to 0.9, 1.0, 1.1, the shoulder dart and the waist dart move around, but the size of darts basically remain unchanged.This change rule will have guiding significance for the garment pattern design and correction.

3-D body measurement; BP point; garment CAD; front sheet plate; craft point

10.13475/j.fzxb.20141000806

2014-10-09

2015-07-16

罗琳琳(1990—)，女，硕士生。主要研究方向为数字化服装工程。王宏付，通信作者：E-mail：whf.123@163.com。

TS 141.1

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