跑步运动中运动文胸对乳房振幅的影响

郑晶晶， 赵清瑶， 阎玉秀

(1. 浙江理工大学 服装学院， 浙江 杭州 310018； 2. 浙江省服装工程技术研究中心， 浙江 杭州 310018)

运动文胸是在普通文胸的基础上发展形成的，基本承袭了文胸的结构和特点，目的是使女性乳房在运动中减少震动，缓和剧烈运动对乳房的冲击，起到保护作用[1]。人体在运动时，排汗量和身体所受到的冲击远远高于常态，由于设计的出发点不同，普通文胸远不能提供运动时对胸部应有的保护和舒适性，且这种影响和罩杯的大小以及运动的冲击性成正相关关系，运动越激烈，罩杯越大，运动对胸部造成的冲击性和伤害也就越大[2]。目前运动文胸的研究尚处于初级阶段，市场上所销售的运动文胸产品远不能满足客户的要求，设计上存在同质化，忽略功能结构和个性化设计，缺乏对消费者需求的了解与分析[3]。跑步是健身运动中最为便捷的运动之一，为此，本文根据试验者在跑步运动时，胸部(垂直、左右、前后)运动的位移振幅极差值和穿戴运动文胸前后的位移减少百分比大小，比较运动文胸的防震效果，最终提出款式改进意见，以期为运动文胸生产企业开发、生产和销售提供参考。

1 问卷调研

1.1 问卷设计

问卷内容涵盖了具有健身习惯的女性消费者穿着运动文胸时碰到的问题、不适部位，以及对运动文胸的功能需求和款式喜好等。通过这些细分调查，可掌握当前消费者热衷的款式，以及当前市场上运动文胸的突出问题，从而可以有针对性地进行后续的聚焦细分实验研究。

1.2 问卷分析

本次问卷调查共发放问卷196份，其中回收有效问卷189份，问卷题项为多选题。问卷分析如表1所示。由表可见：在运动文胸的穿着问题方面，防震性关注度最高，占实验样本的76%；消费者在穿着过程中遇到的不适度最明显是防震性不佳，即胸部晃动感明显，其次是压迫感、透气性差以及穿脱不便等占有50%以上。当运动文胸承托力过大时，容易产生压迫感，而承托作用过小，在运动中不能有效地限制乳房的移动，造成乳房疼痛和损伤；运动中文胸底边容易向上滑动上爬；运动大量出汗后，透气性不佳，穿脱困难等现象都是困扰消费者的重要问题[4]。有勒痕选择占比也在1/3以上。跑步时会引起胸部激烈晃动，容易造成乳房下垂，影响美观和动作；长时间的大运动量，胸部不加支撑保护或支撑性不好的话，容易造成胸大肌撕伤及乳房内的弹性纤维组织受损。此外，身体若排汗不畅，也会引起皮肤炎等问题[5]。

表1 问卷调查分析Tab.1 Questionnaire analysis

在对于运动文胸的功能性需求方面，50%以上的消费者都选择需要透气排汗、防震以及穿脱方便这些功能，和穿着问题的选择趋势一致。

穿着运动文胸时，有一半以上的消费者认为不适部位主要产生在胸部。穿着不合适或没有防震效果的文胸，由于运动会对胸部带来挤压以及产生晃动，从而引起胸部不适，甚至产生疼痛感。肩部的滑落、边缘的摩擦等，也易引起消费者不适。版型结构设计不合理，会造成对身体压强过大，使得背部产生紧绷和勒感。而出汗时背部和腋下部位易长出痱子，也引起消费者不适。这些都是常见部位产生不适的原因。

在款式分类上，压力固定式的选择比率最高，占74%，可见消费者有购买运动文胸的需求和意识。与简单固定式相比，其在剪裁上会充分考虑胸部形状、结构，肩部，背部受力等，从而在获得良好固定性的同时仍然保持相对的舒适性。而简单固定式的运动文胸，虽然其在功能上优势不显著，但款式相对简单、基础，有接近一半的消费者选择。

2 实验部分

2.1 实验样品

结合问卷调查和淘宝热搜款式，设计了7款运动文胸款式，并委托义乌M内衣服饰有限公司进行打样制作，款式效果如图1所示。为了方便，本文中各款式均由编号表示。

图1 7款运动文胸款式效果图Fig.1 Seven kinds of sports bra styles. (a) 1# X crossover; (b) 2# cascade I-font; (c) 3# net font; (d) 4#I-shaped; (e) 5# horizontal bar; (f) 6# composite cross; (g) 7# straight back

7款实验样品的运动文胸尺码皆统一定制为M码，适合大部分B/C乳房罩杯的女性穿着。由于款式设计的不同，无法控制每款文胸所使用的包边以及具有装饰效果的面料的统一；但是经查阅相关研究文献可知，运动文胸的防震效果主要依托于胸部的包裹部分和肩带部位的支撑[6]，因此，控制这2部分主面料的成分以及组织结构不变，可视为影响运动文胸防震性能的面料不变。本文实验样品所采用面料为聚酯纤维/氨纶90/10，平纹组织，经纬纱线密度均为4.5 tex。运动文胸的款式特点如表2所示。

表2 实验样品Tab.2 Experimental sample

2.2 三维捕捉实验与主观评价实验

2.2.1 实验对象

本文实验选择9名体型接近，胸围尺码为B的女性，平均年龄为20周岁，平均身高为160 cm，平均体重为50 kg。被试者的基本信息如表3所示。为了方便，本文中各被试者均由字母表示。

2.2.2 三维捕捉实验过程

被试者进入实验室，下半身统一穿着紧身运动长裤，同时换上实验运动文胸。使用三维人体捕捉仪测试被试者在跑步时人体乳房的运动位移，每位被试者在进行测试之前先对乳房进行定标， 确定测试捕捉点。被试者黏贴Marker反光标记点，共7个捕捉点[7]。按图2的黏贴位置所示,依次为：胸骨切迹最深点(1号)；第7根颈椎的茎突(2号)；左侧乳点(3号)；乳房左侧水平5 cm处(4号)；乳房右侧水平5 cm处(5号)；乳房下侧水平5 cm处(6号)；乳房上侧水平5 cm处(7号)。

表3 被试者基本情况Tab.3 Experimenter′s basic information

图2 反光标记示意图Fig.2 Reflective marker

为了对比所穿戴的不同文胸在不同方向的位移情况，将三维人体捕捉实验分2个阶段进行，裸胸测试和穿戴文胸测试。跑步机速率统一设置为7.5 km/h，被试者先在裸胸状态下进行跑步并捕捉跑步姿态，在稳定状态下采集5 s的数据并保存。之后进行穿戴文胸测试，被试者依次穿戴1#～7#款式的文胸进行跑步并捕捉跑步姿态，在稳定状态下采集5 s的数据并保存。同时在每款文胸测试结束之后，进行不同文胸的主观评价，并记录结果。

2.2.3 主观评价实验过程

表4 X、Y、Z方向的位移极差Tab.4 Extreme displacement difference in X, Y and Z directions

注：X7表示标识点在乳房上侧水平5cm处，在X(前后)方向上的位移值；X1表示标识点在胸骨切迹最深点，在X(前后)方向上的位移值；X7-X1表示二者之间的差值，该差值即位移极差值。其他数据同理。

表5 X、Y、Z方向的相关性Tab.5 Relevance of X, Y and Z directions

注：X3表示标记点在乳点处，在X(前后)方向上的位移值；X1表示标识点在胸骨切迹最深点，X(前后)方向上的位移值；X3-X1表示二者之间的差值，该差值即位移极差值，且该数值在X方向上最大，故检测该值与其他4个点的显著性。共他数据同理。

被试者分别穿着7款运动文胸，在穿上运动文胸5 min后、跑步时、跑步5 min后，按照图3所示的主观阶梯，从个人感官角度对每款运动文胸的舒适感、防震性、压胸感进行评分，填写相对应的表格。

图3 主观阶梯Fig.3 Subjective steps

3 实验结果分析

3.1 动作捕捉仪实验分析

在实验测试环节中，第7根颈椎的茎突部位(2号)在运动中会受到头部运动的部分影响，所以选取表皮运动影响较小的胸骨切迹最深点(1号)作为躯干代表点。将其余每个测量点的坐标减去1号的胸骨切迹最深点作为相对坐标，然后选取1个稳定周期(5 s)中相对位移的极差值进行对比。位移极差为乳房在1个跑步周期中除去额外不稳定值之后相对位移的最大值与最小值之差。位移极差值的大小可以反映乳房震动的大小，极差值越大，说明乳房位移幅度越大，乳房晃动越剧烈[8]。

表4示出X(前后)、Y(左右)、Z(竖直)方向上位移极差的均值和标准差的数据(样本数为72个)。由表中数据可知，在运动过程中，乳房在X(前后)、Y(左右)方向上的位移极差均值主要集中在8～15 mm之间，而在Z(竖直)方向上的位移极差均值则集中在25 mm左右。差值越大，说明乳房在此方向上运动幅度越大，故乳房在Z(竖直)方向上晃动最为剧烈。同时3号乳点(BP点)的位移幅度极差值集中在30 mm左右，相比其他测量点，晃动最为明显，频率也最为稳定。

用SPSS软件检测7种款式的乳点3号BP点与4号BP点左侧、5号BP点右侧、6号BP点下侧、7号BP点上侧，这5点的位移极差值在X(前后)、Y(左右)、Z(竖直)3个方向上是否存在显著性差异结果如表5所示。可见，3号BP点与其他4个点都有显著性影响，因此，可选取3号BP点的运动代表乳房的运动，分析9名被试者穿着各款式时BP点的极差位移减少百分比。

表6示出9名被试者穿着各款式时BP点在X、Y、Z方向上的极差位移减少百分比。该数据为裸胸状态时乳房BP点的位移值与穿着文胸时乳房BP点的位移值之差，除以裸胸状态时BP点的位移值所得。该数据可比较7款运动文胸对乳房的防震效果。极差位移减少百分比越高，表明防震效果越好[9]。由表6可以直观地发现，尽管每款运动文胸的防震效果不同，但是相较于X(前后)、Y(左右)方向上的作用效果，Z(竖直)方向上的作用效果最佳，即运动文胸对乳房上下方向的作用效果最佳[10-11]。

通过对比不同款式运动文胸在各方向上的极差位移减少百分比数值的大小发现，款式1#、6#、7#的运动文胸的防震效果最显著，其余款式的防震效果较差，差异性不明显。

3.2 主观评价分析

表7为9名被试者在3种状态下分别穿着7款运动文胸时，对文胸压迫感、防震感以及舒适感的评分均值表。由表可见，7款运动文胸在3种状态下感觉趋势的变化基本一致，特别是在跑步过程中压迫感都有所降低，压迫感由高到低排列的款式依次为：1#、7#、2#、3#、6#、5#、4#。

表6 7款运动文胸在X、Y、Z方向BP点极差位移减少百分比Tab.6 Seven sports bra in X, Y, Z direction BP point range displacement reduction percentage

表7 各款式在3种状态下的主观评分Tab.7 Subjective ratings of each style in three states

从表7可见：被试者在刚穿上运动文胸时，1#、6#、7#运动文胸的防震感较高，其他几款运动文胸防震感相差不明显；在跑步过程中，随着运动的加剧，胸部随之产生运动，这时7款运动文胸的防震效果都有体现；而在运动过后，人体逐渐趋于平静，7款运动文胸给实验对象带来的防震感都有所下降，但还是1#、6#、7#这3款的防震感较为明显。防震感由高到低排列的款式依次为：1#、6#、7#、3#、4#、5#、2#。

由表7还可看出：7款运动文胸在3种状态下舒适感趋势的变化基本一致；跑步后，由于出汗，导致整体舒适性都有所下降，综合舒适感由高到低排列的款式依次为：4#、6#、5#、2#、7#、3#、1#。

3.3 款式设计

利用三维动作捕捉实验，通过比较乳房相对躯干的位移振幅极差值和穿戴前后的位移减少百分比，最终得出款式1#、6#、7#的防震效果最好，同时这个结果和主观评价的防震感的结果较为一致。综合主观评价数据可见，6#背部设计成交叉款式的运动文胸不仅防震性较高，而且压迫感较低，同时舒适性评价也较好。根据市场调研和问卷调查的结果可知，消费者更喜欢简单、基础的款式，且审美较为保守。以6#的背部交叉款式为基础进行造型设计。肩带加宽，减少肩部的压强；而胸部包裹性较强，因此在前胸下摆处设计开口处理，增强透气性，提高舒适度。改进后的运动文胸实物如图4所示。

图4 改进后的运动文胸实物Fig.4 Modified design of sports bra.(a) Front; (b) Back

4 结束语

根据三维动作捕捉仪实验与穿着主观评价实验结果，对运动文胸的设计提出以下建议。

1)采用柔软舒适有弹性的面料。面料的舒适性对服装的舒适感起到决定性的影响，有弹性的面料不会增加胸部紧绷感。人体的背部容易出汗，此处可利用透气网眼面料，让汗液快速排出。

2)结构设计多样性。运动文胸后背设计成交叉固定，能够在运动中更好地稳定胸部，减少震动。同时下围地方可增加一段下围收束带，能降低运动时胸部的晃动程度，避免运动过程中内衣上移跑位以及因剧烈运动引起搭扣脱离等尴尬。肩带的设计，可以分担胸部负重对肩背的压力作用。肩带部分加宽设计，可带来更好的缓震效果，使压力分布更加科学均匀，减少肩带对肌肤的摩擦和束缚感，穿戴更加舒适。

3)尺寸的合理性与调节性。运动文胸需适当增加一些调节性的设计，比如肩带长度调节，后背围度调节。即使是同一型号罩杯的消费者，其上半身差异还是较大，肩部高低的差异、后背厚度的差异以及胸型的差异等。

4)穿脱方便。背部还可设计成搭扣的形式，既可根据人体体型调整至合适的下围，穿脱更加方便。