个性化文胸版型建立与优化

摘 要：为解决手工制版及服装CAD系统推板工作效率低、文胸版型不能随着女性体型的变化而快速成版的问题，以上下两片罩杯文胸为例，运用Matlae软件为开发平台，依据文胸版型图的数学模型，编写数据自动化计算、纸样自动化生成的程序，并设置胸围和胸差为控制变量来驱动运行代码，以得到新的文胸版型，从而实现文胸版型的个性化定制。结果表明：通过胸围和胸差两个变量可实现文胸版型数学模型的建立，且通过这两个变量来驱动Matlae程序的运行，可以生成与该变量相应体型的文胸版型图，并且实现了在2～3 s内快速完成文胸版型随体型变化的自动制版、推板或更新，提高了个性化定制快速服务能力。

关键词：文胸版型;数学模型;控制变量;Matlae软件;个性化定制

中图分类号：TS941.2

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2022）02-0216-06

收稿日期：20210330 网络出版日期：20210803

基金项目：2017年度江西省教育厅科学技术研究项目（GJJ171093）;2017年度纺织服装福建省高校工程研究中心（闽江学院）开放基金项目（MJFZ17106）;福建省服装行业技术开发基地开放基金项目（MJXY-FZJD-201908）

作者简介：成恬恬（1990-），女，山西吕梁人，讲师，硕士，主要从事数字化服装设计与工程方面的研究。

The establishment and optimization of individualized brassiere patterns

CHENG Tiantian

（a.School of Fashion Engineering; b. Jiangxi Centre for Modern Apparel Engineering and Technology，Jiangxi Institute of Fashion Technology， Nanchang 330201， China）

Abstract： In order to solve the problem of inefficiency in manual plate making and pattern grading by garment CAD system， the inability of brassiere pattern formation with the change of female body shape， with the top-bottom two-piece up brassiere as examples， according to mathematical model of the brassiere pattern， a program for data automatic calculation and automatic pattern generation was written on Matlae software development platform. The chest circumference and chest difference were selected as the control variables to drive the program to obtain a new brassiere pattern for the purpose of an individualized customization of the brassiere pattern. The results show that it is feasible to establish a mathematical model of the brassiere pattern according to two variables of chest circumference and chest difference， which can also drive the Matlae program， and generate the bra pattern for corresponding body shape. In addition， automatic plate making， pattern grading and updating of the brassiere pattern can be realized with the change in body shape in 2-3 s， thus enhancing the rapid service capability of individualized customization.

Key words： brassiere pattern; mathematical model; control variable; Matlae software; individualized customization

隨着工业4.0概念普及及人们个性化消费意识的增强，文胸个性化需求随之提高。文胸设计要兼顾舒适性，而结构设计是舒适性设计的基础。文胸的结构设计基本采用立体裁剪和平面裁剪两种方式[1]，如3D模压的半件成型，或平面裁剪后缝制样衣，按照试穿者的穿着效果进行相应的改进。随着数字化技术的不断进步，文胸的个性化设计得以迅速发展，需求不断增加，如CLO 3D、VIDYA等虚拟试衣软件，通过实时调整人体模特尺寸以实现文胸款式效果的快速呈现，以及通过快速更换面料纹样以达到图案个性化设计的需求。目前，采用立裁、平裁以及虚拟试衣的方法，当设定的初始关键部位尺寸发生改变时，款式的纸样需要根据新的数据重新绘制或者调整，对于需要快速响应的版型个性化定制而言周期长，操作繁杂。

为解决此问题，以Matlae为开发平台进行程序的编写。在服装行业中，将服装样板以参数的形式在Matlae中写成代码，通过GUIDE建立GUI界面生成所需图形，并根据顾客的体型改变关键部位尺寸生成相应的结构图。文胸版型的个性化定制可通过参数化结构设计[2]，即将文胸结构以几何图的形式表达，通过一组数来定义该几何图形并表达其尺寸关系[3]，运用Matlae GUI进行交互式界面设计，最终通过有限个关键尺寸可以快速的生成文胸结构图。

本文采用三维人体扫描仪共采集了270个江西地区18～25岁女大学生胸围、下胸围、乳间距等24个胸部細部尺寸，并建立了数据文件。通过SPSS进行正态分布验证后，采用相关性分析确定细部尺寸的关联性，在此基础上建立回归方程，得出文胸版型制作公式。从而将文胸结构图建立几何关系，为Matlae建模提供依据。

1 实 验

1.1 数据的采集

采用德国DITUS便携式全身扫描仪进行女大学生胸部数据采集，选取的样本人群是江西地区18～25岁女大学生。根据文胸版型绘制要求，结合GB 3975—1983《人体测量术语》和GB 5703—185《人体测量方法》，选取了24项能反映女大学生胸部形态结构的测量项目[4-6]，其中第21项到24项为通过计算所得，如表1所示，测量方法如图1所示。

1.2 数据的分析

据GB/T 1335.2—2008《服装号型 女子》可知胸围最大允许误差Δ为1.5 cm，标准差σ为5.5cm。根据最小样本容量计算公式N=（μ α×s/Δ）2可知，当置信水平μ α采用95%时，计算样本容量N为52人[7]，本文采取样本数量合理。运用SPSS软件对270名女大学生胸部细部尺寸进行分析，在符合正态分布的基础上，通过主成分分析得出基本上描述了胸部整体形态的3个主要成分，并通过回归分析将胸部各细部特征尺寸用胸围和胸差两个变量表示，得出各部位尺寸的回归方程，如表2所示。

2 文胸版型数学模型建立

2.1 文胸结构点设置与坐标计算

文胸结构制图关键尺寸包括下围、下杯高、内杯长、外杯长[8-9]。通过对270名女大学生胸部细部尺寸进行主成分分析、相关分析和回归分析，将文胸结构制图关键尺寸通过胸围和胸差两个尺寸变量来表示，并根据胸围与胸差的尺寸建立整个板型的所有坐标点。图2所示为文胸结构图，为方便模型的搭建以及数据分析，采用O点作为坐标中心建立直角坐标系，其中，O点所对应的为BP点，经过O点的横轴为x轴，纵轴为y轴[10]。选择图2各边点为控制节点，得出文胸结构图中各个点的具体坐标见表3。

2.2 文胸结构图曲线设计

在一般绘图软件中，只要给出3个控制点就可以绘制出贝塞尔曲线，通过滑动中间的控制节点最终确定曲线的弧度[11]。但是贝塞尔曲线在算法上有局限性，如图2文胸结构各控制点图所示，弧P 1P 2P 3、弧P 1P 4P 3、弧P 5P 2P 9、弧P 6P 7P 8、弧P 10P 4P 18以及弧P 13P 14P 15P 16，这六条结构线的弧度较大且中间有3个控制点，用传统的方法较难一次成型。

因此，在文胸纸样的弧线结构设计中可采用分段绘制方法，即利用贝塞尔曲线原理，将结构线中弧线以坐标点为节点进行分段，再通过方程拟合，最终将所得的方程输入Matlae程序中，实现文胸板型的自动化生成[12]。

2.3 自动化文胸版型建立

运用Matlae的R2016a版本，根据所建立的文胸结构图的数学模型，进行女性全罩杯文胸平面结构图函数程序编写，程序名是function bra_plot（B，C），其中B代表胸围，C代表胸差。该程序运行时，在命令窗口调用bra函数[13]，单击运行，即生成版型绘制GUI交互式界面，如图3所示。在所生成的交互式界面中输入样本的胸围（B）和胸差（C）的参数值，单击确定，在2～3 s内即可获得相应尺寸规格的文胸结构图。

3 文胸自动化生成版型的优化

3.1 文胸自动化生成版型的效果

为测试Matlab中文胸版型自动生成交互式界面效果，采用3种不同规格文胸参数值来生成文胸结构图。在设置参数值时，根据国家号型标准，胸围档差采用4 cm，胸差分别设置为A、B、C罩杯，即胸围参数设置为80、84、88 cm，胸差参数设置为10、12.5、15 cm。

3种不同规格尺寸的文胸参数值生成的文胸结构图如图4所示。该交互式系统在生成一个号型文胸结构图的基础上，输入另外的样本参数，2～3 s内在同一个界面还可以生成其他规格的文胸结构图，实现了文胸版型的自动制版、推板。若需要清除界面内生成的结构图，则只需单击“清除”按钮，就会将左侧区域内的结构图全部清空，恢复初始的空白状态。

3.2 版型自动化生成验证分析

虚拟试衣技术是服装中较为前端的一种技术，可以灵活地进行二维和三维的自由转换。CLO 3D虚拟试衣软件三维界面中，包含了压力分布、应力分布等舒适度测试功能。为测试Matlab交互式界面中生成的文胸结构图穿着舒适性，采用3种不同规格文胸结构图来进行压力测试：样本1胸围84 cm，胸差12.5 cm;样本2胸围84 cm，胸差15 cm;样本3胸围88 cm，胸差12.5 cm。

在虚拟试衣软件CLO 3D中建立3种不同规格胸型的人体模特，分别导入与之对应的文胸纸样并进行压力舒适性测验，结果如图5所示。分别为样本1、样本2、样本3的文胸压力舒适性测试图。压力的大小可以通过颜色和数字来表达。文胸罩杯处蓝绿色偏多，下扒处于绿色黄色之间，说明该文胸对胸部起到了很好保护和支撑作用;后背侧拉片钩扣处呈现黄色偏橘，说明后中处压力偏大，文胸侧拉片采用弹性面料，且后中处设计有钩扣，可以通过适当调节钩扣位置来减缓后背压力。

通过3个样本压力舒适性比较，可以验证通过Matlab交互式界面中生成的文胸结构的合理性。

3.3 文胸自动化生成版型的优化

Matlab交互式界面中文胸版型自动化生成程序是将文胸版型几何化，并将该几何图形放置在直角坐标系中，计算得出每一条结构线的几何方程（该方程只有胸围和胸差两个变量）。在命令窗口执行绘制命令生成交互式界面。在进行编程时，将胸围和胸差这两个数据设置成用户可控制的交互式参数，版型自动化生成是根据用户输入的参数值所运行的结果。上述文胸版型是以上下两片罩杯型文胸为例，若需要绘制左右两片罩杯型文胸或多片罩杯型文胸等其他分割类文胸版型，只需在Matlab编辑器中更改 bra_plot.m文件中上下罩杯几何图形方程式即可完成程序的更改。

4 结 论

首先对江西地区18～25岁女大学生胸部形态进行主成分分析和回归分析，得出用胸围和胸差两个变量值表示胸部其他24项细部尺寸，进而得到文胸版型几何图及其相应的方程式，从而建立了文胸版型的数学模型，并且通过胸围和胸差两个控制变量驱动Matlab程序运行，实现了2～3 s内快速完成文胸版型随体型变化的自动制版、推板或更新。

在样本采集方面，只针对女大学生进行分析，得到的结构图并不能满足其他年龄段女性乳房形态;在交互式界面中，只采用两个控制变量进行版型自动化生成，可能针对一些设置褶裥或多片分割的款式情况下并不能满足要求，需要根据设计或者生产中的具体要求做进一步的调整。但是该系统程序原理比较清晰，整体框架比较完善，当款式发生改变时，只需对程序中的函数进行调整就可以得到满足款式的结果。此外，其快速方便准确的特点，不仅为教学中清晰比较版型差异提供便捷，同时也可以应用于批量生产模式中，能在很大程度上提高服装产业的打板效率。

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