女西装特征部位松量分布规则

顾冰菲， 闫彦红， 苏军强， 刘国联

(1. 浙江理工大学 服装学院， 浙江 杭州 310018； 2. 浙江理工大学 浙江省服装工程技术研究中心， 浙江 杭州 310018； 3. 丝绸文化传承与产品设计数字化技术文化旅游部重点实验室， 浙江 杭州 310018； 4. 江南大学 纺织服装学院， 江苏 无锡 214122； 5. 苏州大学 纺织与服装工程学院， 江苏 苏州 215006)

样板自动生成是成衣自动定制研究的重点研究方向之一，促进了服装CAD技术的研究进展，可以为满足服装消费者的个性化需求提供一种有效的解决方案[1-3]。松量是指人体与服装间的空间分布，是保证人体基本运动和正常呼吸的舒适度因素之一。

许多研究学者对如何为特定服装产品选择合适的放松量展开了研究。如Chen等[4]将标准放松量与松台放松量结合提出用模糊逻辑和感性评价法进行样板自动生成系统的研究。Petrova等[5]通过测量人体与裤装间各部位围度、表面面积和体积之间的差距，发现差异随着尺寸的增加而增加，但是形状上没有显著的差异。Hirokawa等[6]进行了人体在穿着夹克下静态和动态2种状态下的穿着感性测试，通过感觉强度发现人体各部位宽度与腋下宽度的距离松量有着高度的相关性。还有一些学者通过三维人体扫描仪分析了人体与服装间的松量分布，包括角度松量和法向松量。角度松量是指以人体各部位截面中心点为圆心，各角度下人体与服装间的松量值[7-9]。如Miyoshi等[10]为进行服装样板设计，测量了人体与穿着夹克状态下的空间形态。Lin等[11]建立了女裤裆弯线的松量模型，为服装样板转化提供了解决方案。法向松量是指人体与服装截面表面之间的垂直距离。Xu等[12]使用最小二乘法和曲线方程拟合了不同部位的横截面曲线，证明法向松量比角度松量更适合用于表示人体与服装间的松量分布。

松量分布模型可用于探索样板自动生成系统中的样板转化研究。目前有2种样板转化方法，一是结构线添加法，是指基于样板主要特征部位将松量直接添加在样板结构的外部结构线上，另一种是展开法，即将松量添加到人体的胸围、腰围和臀围等关键部位后，直接将人体曲线展开成样板曲线；但是，通过这2种方法都很难达到很好的服装合体性，需要为特定款式建立更合适的松量计算模型才能实现个体化样板的转化。

本文研究了女西装特征部位的松量分布，提出利用距离松量进行样板转化的方法。首先设计制作了7件相同款式不同尺码的女西装，利用三维扫描仪分别获取了未着装标准人台和7件服装的点云数据。通过叠加人台和服装的点云数据，测量各特征部位不同横截面之间的松量值。本文还提出了一种新的距离松量测量方法，并建立了给定松量计算模型。最后通过将样板增量值添加在样板结构线上指定位置，完成了成衣样板的转化。本文研究为样板自动生成研究提供了一种新的思路。

1 松量实验

本文研究选择简洁西装作为研究对象，保证穿着后服装的硬挺度和光滑性。西装款式如图1所示，设计款有翻驳领和公主线，没有任何口袋和其他装饰，由专业服装师设计制作。为贴近亚洲肤色，选用浅肉色驼丝绵面料来制作服装，此面料是制作高档商务装的理想面料之一。

图1 女西装样衣款式Fig.1 Women′s suits sample style. (a) Front; (b) Back

根据放松量的数值，设计松量被分为3类：贴体，合体和宽松。对于贴体型，基础样板的胸围松量在0～4 cm之间；对于合体型，胸围松量在6～12 cm之间；对于宽松型，胸围松量在14～24 cm之间。这3种类型几乎包含了所有可能的成衣松量。在这7件服装中，2件设计为贴体型，3件为合体型，2件为宽松型。7件样衣的胸围、腰围和臀围尺寸见表1。

表1 样衣关键部位的放松量及尺寸Tab.1 Ease allowances and sizes of samples′ characteristic positions

所使用人台为国家标准人台，高度为160 cm，胸围为84 cm，腰围为66 cm，臀围为90 cm。使用扫描仪为Telmat公司研发的Symcad三维扫描仪，利用白光激光扫描技术可在5 s内获取整个人体几十万点云数据。先扫描未着装人台以获取基本点云数据，然后根据试衣标准分别将7件服装穿着在人台上进行扫描，包括松量、侧缝、对齐、平衡和光滑。其基本要求是：首先，保证松量值能满足人体的基本活动；其次，西装的侧缝要沿着人体侧边表面；第三，西装前中线和后中线要与地面保持垂直；第四，西装整体要保持对称和美观；最后，保证面料没有不美观的褶皱或由于拉扯出现的痕迹。每次试衣后，要进行3次扫描以求取平均值。在换衣过程中，人台要保持不动，确保人台特征部位(如胸部、腰部和臀部)保持在相同的位置。为了测量距离松量，将未着装人台的扫描数据与7件服装的扫描数据进行叠加，并用Imageware软件进行数据重构。

2 特征部位距离松量测量

一般来说，影响样板形态和服装舒适性的松量形态有2种：一是高度方向的距离松量，如腋点的高度；二是水平方向的距离松量，水平方向的距离松量是指人体与服装表面水平方向的空间松量值。本文研究主要针对水平方向的距离松量，选择了10个特征截面测量距离松量，分别为肩部、上胸宽、胸宽、下胸宽、腋点处、胸部、下胸部、腰部、腹部和臀部。将穿着服装的人台点云数据进行三维模拟，确定出上述10个特征截面，如图2所示。

图2 上装特征部位截面位置Fig.2 Characteristic positions in upper body

图2中，肩部是指过左肩点和右肩点的水平截面，肩点即为肩峰区域最突出的点。腋点处是指过左腋点和右腋点的水平截面。上胸宽、胸宽、下胸宽分别为肩部和过腋点处截面的1/4、1/2、3/4截面，以进行后期袖窿处的松量分析。

通过测量人体与服装间的截面环获得10个特征截面的距离松量。假想每个截面环都是对称的，本文研究只测量左侧的截面环，以胸宽部位截面为例简述距离松量的测量方法，如图3所示。内侧曲线为未着装的人台曲线，外侧曲线为穿着6#西装的服装表面曲线。根据人台点云数据，宽度线设置为X轴，厚度线设置为Y轴，X轴与Y轴的交点即为原点O(0,0)。点A0为左侧点，点O0和点B0为前中点和后中点。根据袖窿弧线与胸宽截面曲线的交点，将其定位手臂与躯干连接位置的关键点，定为点A1和B1。将A1与O0之间的水平距离三等分，分别确定出点A2、A3、B2、B3，将A0与A1之间的水平距离两等分，确定出点A4、B4。西装截面各关键点分别设为A0n～A4n、B0n～B4n、O0n(n=1～7，分别对应服装编号值)，测量距离松量值，如线段A0A06，A1A16，A2A26，A3A36，A4A46，B0B06，B1B16，B2B26，B3B36，B4B46和O0O06。图4示出胸宽截面的人体服装截面环。

图3 胸宽截面曲线插入点示意图Fig.3 Insert points in cross-sectional curve of bust width

对穿着7件不同服装过胸宽截面各关键点的距离松量进行比较，如图5所示。可获得如下特征：首先，随着放松量的增加，每个关键点的距离松量随之增加，1#西装样衣每个关键点的距离松量最小；人体前面各点的松量值普遍大于背部，主要是因为女性人体背部表面较为平缓，服装面料能够较好地贴合人体；由于点O0为人体表面的转折点，且与胸高点较为接近，所以O0处的距离松量值最大。

图4 7件不同服装胸宽截面环插入点距离松量测量Fig.4 Distance ease measurement in cross-sectional curve of bust width of seven different suits

图5 过胸宽点截面插入点距离松量分布Fig.5 Distance ease distribution in cross-sectional curve of bust width

3 特征部位距离松量模型建立

3.1 数据分析

在服装样板制作中，通常以3个主要部位(胸围、腰围和臀围)的放松量为主，一般没有其他部位的具体放松量值，因此，本文研究首先分析了其他部位放松量与胸围、腰围和臀围放松量之间的关系，从而确保距离松量模型的可行性，具体数值如表2所示。

表2 围度差相关性分析Tab.2 Correlation analysis of girth differences

从表2可知：肩部、上胸宽、胸宽、下胸宽、腋点和腹部截面的松量值都和臀围放松量存在高度相关，这几个部位的距离松量模型可以基于臀围放松量来建立。相同的，下胸部松量模型可以基于胸围放松量来建立。

3.2 给定松量-距离松量模型

本文研究利用回归分析建立了10个特征部位各点的距离松量与放松量间的计算模型。用Xi(i=1～3，如胸围放松量为X1，腰围放松量为X2，臀围放松量为X3)代表放松量值，Y代表每点的距离松量。假设回归方程为以下形式：

式中，a，b和c分别代表常数项系数，一元系数和二元系数值。如图6所示胸宽截面插入点示意图。过胸宽截面上共插入了20个关键点，各点的回归方程见表3。可看出，各回归方程的R2值均大于0.9，说明回归方程拟合效果较好。

图6 胸宽截面插入点示意图Fig.6 Inserted points in cross-sectional curve of bust width

表3 胸宽截面给定松量-距离松量模型Tab.3 Ease allowance-distance ease model in cross-sectional curve of bust width

4 成衣样板转化

距离松量研究可用于三维人体模型与二维样板之间的转化。在特征部位选择合适的距离松量是样板自动生成系统研究中不可缺少的一部分。但是如何将距离松量转化为样板增量仍然是样板生成研究的难点。

4.1 样板增量转化

根据三维人体模型，通过距离松量计算模型可以拟合推出新的服装曲线。2个关键点间的样板增量为人体与服装间的曲线长度差值。以胸围截面为例，如图7所示。图中1～18指人体胸围线上特征点，其余数字表示胸围线上各特征点上人体与服装之间的距离松量值(单位为cm)。根据胸宽、胸厚、乳间距和其他关键点，模拟出胸围曲线。假设胸围放松量为10 cm，每个点的距离松量可通过计算模型获得。根据各点的距离松量可获取新的关键点，用三维B样条曲线拟合新的服装曲线，并计算出各关键点之间的距离，见表4。例如，L1-2代表点1、2之间曲线长度，ΔL代表服装和人体曲线的差值。

图7 人体与服装胸围拟合曲线Fig.7 Fitted bust curves between body and garment

表4 设置松量前后插入点间样板增量Tab.4 Pattern increments of inserted points in fitted bust curves between body and garment

由于常规意义的胸围是指水平绕胸部最丰满的部位一圈的长度，因此L4-5和L5-6的长度应该为2点之间的水平距离，如图7所示。表4显示人体的胸围值是82.66 cm，服装的胸围值是92.24 cm。理想来说，假设的胸围放松量是10 cm，加上放松量的服装胸围值应为92.66 cm，因此，本文方法计算值存在-0.42 cm的误差，这样的误差在国内女装制作胸围标准误差范围内。

4.2 样板转化方法

根据上述计算得到各关键点间的样板增量值，本文研究提出了一种样板转化方法，如图8所示。

图8 原型样板转化为成衣样板Fig.8 Convertion between prototype and ready-to-wear pattern

首先，在样板前后片上确定出10个特征部位，如肩部(S)、上胸宽(LUBW)、胸宽(LBW)、下胸宽(LDBW)、腋点(LAP)、胸部(B)、下胸部(UB)、腰部(W)、腹部(A)和臀部(H)，在各特征部位上确定出相应的关键点，用数字1～18表示。将计算得到的样板增量插入到相应的关键点位置。例如，表4中计算获得的胸围样板增量值ΔL被插入到相应位置，如图7中胸部结构线上数字所示，单位为cm。最后通过调整各关键点的位置获得最终的样板，在调整位置过程中要注意样板结构线的平滑。同样的方法被应用在其他位置上，从而使放松量能够被分布在样板相应位置，更好地满足人体的合体性。

5 结束语

为迎合当今消费者对服装个性化与合体性的需求，促进服装量身定制技术的发展，本文研究提出了一种基于距离松量计算模型的西装样板转化方法。使用三维人体扫描仪对着装前后的人台进行扫描获取人台和服装的点云数据，测量出10个特征部位并形成人体与服装截面环以测量各关键点的距离松量值。然后分析了其他特征部位与3个关键部位放松量的相关性，建立了各关键点距离松量和3个关键部位给定放松量间的计算模型。并用三维曲线拟合的方式以胸围曲线为例进行了样板增量的转化，实现了成衣样板的生成。最终形成的样板能将给定放松量合适地分配在样板相应位置中，使样板能够基本符合人体的体型特征，满足了消费者的个体化需求，为服装样板智能生成探索了一条有效的技术路线。

另外，本文研究结果也存在一些不足之处，如为避免人体呼吸和自然晃动带来的误差，选择的服装用人台作为研究对象，但是在进行西装试衣过程中难免会引起人台位置细微变动，这会影响扫描获得的服装数据和人体数据的重合度，从而影响测量数据和松量模型的精确性。同时，在今后的实际应用中，也应增加其他因素对松量分布影响探究，包括服装造型、面料、功能性等，这些因素都会对研究结果产生影响。后续研究也会建立一套科学可行的服装合体性评价体系，以此来评判松量模型。

FZXB

致谢本文得到了“浙江省服装个性化定制2011协同创新中心”的资助，特此感谢。