劉詠梅，張小雪，郭云昕

(東華大學(xué) 服裝·藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，上海 200051)

國(guó)內(nèi)外服裝用人體數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)查與分析

劉詠梅，張小雪，郭云昕

(東華大學(xué) 服裝·藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，上海 200051)

人體體型數(shù)據(jù)是服裝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)依據(jù)。人體體型數(shù)據(jù)庫(kù)提供了人體體型的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了人體體型數(shù)據(jù)的數(shù)字化儲(chǔ)存和檢索，為人體體型特征研究和成衣設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)探討服裝業(yè)對(duì)人體數(shù)據(jù)的更新需求及人體數(shù)據(jù)的獲取方法、發(fā)展趨勢(shì)等;并經(jīng)過(guò)多渠道調(diào)研，匯總國(guó)內(nèi)外22個(gè)人體數(shù)據(jù)庫(kù)的研究建立、運(yùn)行使用以及數(shù)據(jù)含量等基本情況，基于尚在運(yùn)行使用中的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行框架特征和功能分析，為人體數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)使用和研究建立提供借鑒。

人體體型數(shù)據(jù);人體測(cè)量;數(shù)據(jù)庫(kù)框架;數(shù)據(jù)庫(kù)功能

人體體型數(shù)據(jù)在服裝設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有著重要的作用。人體體型大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是服裝設(shè)計(jì)制造中號(hào)型歸類(lèi)和規(guī)格設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)人體體型大數(shù)據(jù)的數(shù)字化儲(chǔ)存和檢索，為研究人體體型特征、群體體型特征變化，為企業(yè)生產(chǎn)制造提供必要的數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支撐。

國(guó)內(nèi)外對(duì)該方面的研究都在持續(xù)積極探索中，關(guān)于人體體型數(shù)據(jù)庫(kù)(簡(jiǎn)稱(chēng)人體數(shù)據(jù)庫(kù))的建立，英國(guó)、美國(guó)、日本和韓國(guó)等國(guó)家開(kāi)始較早且已有了較權(quán)威的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，國(guó)內(nèi)起步較晚，仍處于探索階段。我國(guó)服裝業(yè)規(guī)模巨大，隨著服裝生產(chǎn)制造的品質(zhì)要求提升，對(duì)人體體型的研究以及人體體型大數(shù)據(jù)的查詢(xún)成為必然。以此為出發(fā)點(diǎn)，調(diào)查分析國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)的基本情況，對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)框架和功能，為我國(guó)服裝用人體數(shù)據(jù)庫(kù)的研究和建立提供借鑒。

1 服裝用人體數(shù)據(jù)更新需求和獲取

1.1 人體體型數(shù)據(jù)的更新需求

服裝行業(yè)學(xué)術(shù)研究和企業(yè)對(duì)人體數(shù)據(jù)有著越來(lái)越多的更新需求:隨著生活習(xí)慣和飲食習(xí)慣的變化，人們的體型也發(fā)生了變化，測(cè)量跟蹤并更新人體體型成為迫切需要;基于人體體型大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的號(hào)型歸類(lèi)和規(guī)格設(shè)計(jì)為我國(guó)本土服裝品牌提供了服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù);國(guó)外品牌進(jìn)入中國(guó)后，亟需掌握目標(biāo)消費(fèi)人群的體型，設(shè)計(jì)和制作適合中國(guó)人人體的服裝;同時(shí)，行業(yè)對(duì)特定人群如兒童和老年人的人體尺寸和體型，以及特定部位的尺寸如文胸設(shè)計(jì)所要求的胸部詳細(xì)尺寸提出了更多的要求。以上種種，無(wú)一不反映出對(duì)服裝用人體數(shù)據(jù)更新需求的迫切性。

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院于1986—1988年首次進(jìn)行了全國(guó)人體尺寸測(cè)量，初步建立了國(guó)家級(jí)人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，并據(jù)此制訂了服裝號(hào)型國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1335—1991《服裝號(hào)型》，這也是過(guò)去使用較多的標(biāo)準(zhǔn)。2009年，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院歷時(shí)4年，采集了23000份不同年齡的中國(guó)人三維人體尺寸數(shù)據(jù)。然而，如今服裝研究需求的人體尺寸數(shù)據(jù)仍舊無(wú)處可查，相關(guān)研究只能從測(cè)量人體開(kāi)始，耗費(fèi)大量的精力和財(cái)力。

1.2 服裝用人體數(shù)據(jù)的獲取

人體測(cè)量技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了由手動(dòng)的、接觸式的、二維的階段，向自動(dòng)的、非接觸式的、三維的階段的發(fā)展過(guò)程，自動(dòng)測(cè)量和利用計(jì)算機(jī)處理分析數(shù)據(jù)成為發(fā)展必然。

1.2.1 人體測(cè)量技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

依據(jù)測(cè)量時(shí)是否接觸人體，測(cè)量方法可分為接觸式測(cè)量法和非接觸式測(cè)量法［1］。接觸式測(cè)量包括馬丁測(cè)量法(Martin)，滑動(dòng)量規(guī)法復(fù)模法(sliding gauge)和復(fù)模法(replica)。從掃描技術(shù)的原理上講，非接觸式測(cè)量主要包括激光測(cè)距獲取點(diǎn)云，紅外線技術(shù)掃描、立體視覺(jué)(stereo vision)獲取點(diǎn)云，超聲波法、以及白光相位法(即莫爾條紋法)等。國(guó)外較為成熟的設(shè)備有美國(guó)［TC］2公司的三維掃描儀、德國(guó)Techmath公司的測(cè)量系統(tǒng)、美國(guó)Cyberware公司的掃描設(shè)備和日本的Harnamatsu系統(tǒng)等。通常這類(lèi)設(shè)備價(jià)格昂貴、占用空間大并需專(zhuān)業(yè)人員來(lái)操作。

近幾年，深度相機(jī)吸引了眾多研究者的關(guān)注，它擁有傳統(tǒng)的三維測(cè)量系統(tǒng)所不具備的一些優(yōu)點(diǎn)，如較低的價(jià)格及較高的拍攝速度等。按技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理，深度相機(jī)主要分為2類(lèi)［2］:第一種基于飛行時(shí)間(TOF，time of flight)，如 Mesa Imaging、PMD Technologies、3DV Inc及Canesta等公司研發(fā)的深度相機(jī);第二種方法類(lèi)似結(jié)構(gòu)光編碼(the light coding)，代表性的有 PrimeSensor深度相機(jī)及Microsoft Kinect深度相機(jī)。

國(guó)內(nèi)有較多研究將微軟開(kāi)發(fā)的Microsoft Kinect體感設(shè)備應(yīng)用到三維人體測(cè)量及建模當(dāng)中。這類(lèi)深度相機(jī)雖然成本低，使用靈活，操作簡(jiǎn)單，但直接獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)通常帶嚴(yán)重噪聲和孔洞，分辨率低。為解決該問(wèn)題，微軟研究院的科研人員提出了Kinectfusion算法［3］，大幅地提高了掃描的質(zhì)量。

以美國(guó)［TC］2三維掃描系統(tǒng)為例，與以前的白光相位法不同，從2012年第5代三維掃描儀KX-16開(kāi)始，包括現(xiàn)在最新的版本 TC2-18均采用Primesense公司的depth sensor技術(shù)，在價(jià)格和體積上均有改善［4］。需要說(shuō)明的是，微軟的 Kinect及［TC］2公司所使用的 Primesense sensor均采用Primesense公司生產(chǎn)的RGBDepth芯片，因此其本質(zhì)上是相同的。

1.2.2 人體數(shù)據(jù)的特征和屬性

隨著三維人體掃描儀的發(fā)展，服裝用二維尺寸數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)的手工測(cè)量和記錄，發(fā)展為軟件處理人體模型并自動(dòng)提取出二維尺寸，掃描的人體模型作為原始的人體整體數(shù)據(jù)逐漸被利用起來(lái)。按照數(shù)據(jù)屬性，人體二維尺寸可分為高度、圍度、寬度、厚度、長(zhǎng)度和角度等;按照所在的部位，人體二維尺寸又可分為頸部尺寸、肩部尺寸、胸部尺寸、腰部尺寸和臀部尺寸等。

1.2.3 人體測(cè)量采樣方案

開(kāi)展人體測(cè)量活動(dòng)時(shí)，應(yīng)該依據(jù)測(cè)量的目的選擇合適的抽樣方法。抽樣大體上可分為隨機(jī)抽樣和非隨機(jī)抽樣。隨機(jī)抽樣的最大特點(diǎn)是可用樣本數(shù)據(jù)對(duì)總體參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，并計(jì)算總體參數(shù)可能落入的區(qū)間范圍，從概率樣本中所獲信息的含金量是較高的。隨機(jī)抽樣包括簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣、分層隨機(jī)抽樣、整群隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)抽樣和多階段抽樣5種。服裝用人體測(cè)量大都采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣和分層整群抽樣。如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究院在20世紀(jì)末設(shè)計(jì)的人體體型尺寸測(cè)量的抽樣方案即采用后者:對(duì)層進(jìn)行分類(lèi)，闡述群的組成，從群的設(shè)計(jì)效應(yīng)來(lái)計(jì)算群的大小;結(jié)合估計(jì)的目標(biāo)量采用總體分位數(shù)得出估計(jì)量的精度;最后，依據(jù)估計(jì)量的精度得出簡(jiǎn)單隨機(jī)樣本的樣本量，將群的設(shè)計(jì)效應(yīng)考慮進(jìn)去可得分層整群抽樣所需的樣本量［5］。

2 國(guó)內(nèi)外服裝用人體數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)查

2.1 國(guó)內(nèi)外服裝用人體數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)查狀況

國(guó)內(nèi)外服裝用人體數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)查采用文獻(xiàn)調(diào)查、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查、電話(huà)調(diào)查和問(wèn)卷調(diào)查等方法，在2013年9月至2013年12月期間完成。

調(diào)查歷時(shí)3個(gè)月，通過(guò)查閱文獻(xiàn)、網(wǎng)上搜索和郵件、電話(huà)聯(lián)系等途徑，共調(diào)查到國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)22個(gè)，如表1所示。其中:存在相關(guān)文獻(xiàn)可供查閱的數(shù)據(jù)庫(kù)有17個(gè);聯(lián)系知情人，獲取10個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)狀的一手資料;8個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)有相關(guān)的網(wǎng)站平臺(tái)或網(wǎng)頁(yè)介紹;10個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)使用現(xiàn)狀為正常，通過(guò)付費(fèi)即可獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中尺寸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果和報(bào)告等;8個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)使用現(xiàn)狀為停止，停留在文獻(xiàn)研究階段，并未在實(shí)際中應(yīng)用;另有4個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的使用現(xiàn)狀為不詳，未查到這些數(shù)據(jù)庫(kù)的使用現(xiàn)狀。

表1 國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)使用現(xiàn)狀Tab.1 Use of body size database domestic and overseas

2.2 國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)狀況

在調(diào)查到的8個(gè)國(guó)外大型人體數(shù)據(jù)庫(kù)中，已確定有7個(gè)可正常使用，并在網(wǎng)上可檢索到數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站或網(wǎng)頁(yè)鏈接。這7個(gè)人體數(shù)據(jù)庫(kù)分別包括英國(guó)的SizeUK和 ShapeGB、美國(guó)的 SizeUSA、泰國(guó)的 Size Thailand、韓國(guó)的 SizeKorea、日本的 Size-JPN9294和Size-JPN0406人體數(shù)據(jù)庫(kù)等。

CAESAR項(xiàng)目建立的三維人體體型庫(kù)，結(jié)合采用三維人體掃描和手工測(cè)量的方法，對(duì)涵蓋意大利、荷蘭和美國(guó)等國(guó)家約5000名年齡在18～65歲的個(gè)體進(jìn)行人體數(shù)據(jù)的收集［6］。其中:在意大利和美國(guó)使用Cyberware WB4三維人體掃描系統(tǒng);在荷蘭使用Vitronic公司的Viro 3D Pro掃描儀［7］。

英國(guó)人體數(shù)據(jù)庫(kù)SizeUK項(xiàng)目始于2001年，是世界上首個(gè)采取人體掃描作為首要手段來(lái)獲取測(cè)量數(shù)據(jù)的全國(guó)性人體尺寸調(diào)查［8］。該項(xiàng)目由政府帶頭，全國(guó)17個(gè)零售商以及眾多院校、公司機(jī)構(gòu)等參與合作?，F(xiàn)在SizeUK中的數(shù)據(jù)由英國(guó)Sizemic公司代為銷(xiāo)售，為眾多服裝企業(yè)及相關(guān)研究提供有償服務(wù)［9］。

SizeUK數(shù)據(jù)庫(kù)是針對(duì)英國(guó)17歲以上的人體進(jìn)行測(cè)量建立的;2009年，英國(guó)又開(kāi)展了名為ShapeGB的針對(duì)0～17歲年齡段的人體數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目。ShapeGB是一個(gè)半公半私的由6個(gè)主要零售商、5所院校及一些公司和機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作的項(xiàng)目［10］。2013 年初，Manchester Metropolitan University和ASOS服裝公司等的合作項(xiàng)目Size Nottingham將對(duì)360位老年人體型數(shù)據(jù)進(jìn)行收集［7］。

美國(guó)的SizeUSA和SizeUK較為相似。使用SizeUK和SizeUSA數(shù)據(jù)庫(kù)可生成24000頁(yè)的報(bào)告，包括每個(gè)測(cè)量項(xiàng)目的含義、最大值、最小值、頻數(shù)(總共的或依照年齡、地區(qū)、群體和民族等)，所選群體的三維體型分析，測(cè)量數(shù)據(jù)和三維體型的相關(guān)性分析表等［11－12］。2007 年，Maria等為 SizeUK 人體數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)了一系列的三維體型分析工具［13］。

泰國(guó)的SizeThailand由政府和服裝企業(yè)等投資，政府、紡織機(jī)構(gòu)、服裝企業(yè)和高等院校等參與完成。SizeThailand歷時(shí)14個(gè)月，覆蓋全國(guó)5個(gè)地區(qū)，設(shè)置了13個(gè)數(shù)據(jù)信息采集點(diǎn)，收錄了13442個(gè)個(gè)體的人體數(shù)據(jù)信息。最終得到每個(gè)被測(cè)者超過(guò)140個(gè)人體尺寸數(shù)據(jù)，三維人體形狀以及一些健康、飲食、生活方式等信息［14］。

韓國(guó)的SizeKorea是由韓國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)院為構(gòu)建依據(jù)性別和年齡層而變化的身材指數(shù)數(shù)據(jù)而進(jìn)行的調(diào)查。該調(diào)查始于1979年，每隔5～7年就會(huì)進(jìn)行一次，截止目前已進(jìn)行了6次調(diào)查。其中，第6次調(diào)查是針對(duì)14016名7～69歲的男女人體進(jìn)行直接測(cè)量，其測(cè)量項(xiàng)目包括身高、胸圍和體重等126項(xiàng);另外還選擇了848名20～30歲的男女，進(jìn)行三維掃描［15］。

日本的Size-JPN9294和Size-JPN0406人體數(shù)據(jù)庫(kù)是由日本的HQL機(jī)構(gòu)完成。在1992—1994年，HQL運(yùn)用手工測(cè)量、馬丁測(cè)量?jī)x和三維掃描儀相結(jié)合的方法，建立起年齡覆蓋7～90歲的人體數(shù)據(jù)庫(kù)Size-JPN9294。2004—2006年，該機(jī)構(gòu)對(duì)上述數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新和補(bǔ)充，形成Size-JPN0406。此外，HQL還對(duì)人體局部形態(tài)(比如手)建立起數(shù)據(jù)庫(kù);對(duì)在日本居住的外國(guó)居民建立起專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)兒童和老年人等均有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)［16］。

Body Browser是Google于2012年初對(duì)所有用戶(hù)公開(kāi)的人體數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)是Google團(tuán)隊(duì)基于Html5的 WebGL 3D技術(shù)，運(yùn)用 Zygote Media Group提供的人體圖像開(kāi)發(fā)而成。簡(jiǎn)單地說(shuō)，用戶(hù)可通過(guò)谷歌瀏覽器在bodybrowser.googlelabs上瀏覽人體數(shù)據(jù)模型包括人體模型、肌肉、骨骼甚至是內(nèi)臟和血管等的三維視圖。然而，這只是提供給用戶(hù)直觀的三維人體模型進(jìn)行瀏覽，人體模型瀏覽可按性別、人體表面皮膚、骨骼、內(nèi)臟和血管等方式瀏覽。

2.3 國(guó)內(nèi)服裝用人體數(shù)據(jù)庫(kù)狀況

本研究共查到14個(gè)國(guó)內(nèi)人體數(shù)據(jù)庫(kù)，其中僅有3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)正常使用。分別是蘇州大學(xué)的人體數(shù)據(jù)庫(kù)SizeCN、西安工程大學(xué)的中國(guó)西部三維人體數(shù)據(jù)庫(kù)和北京服裝學(xué)院愛(ài)慕人體工學(xué)研究所的人體數(shù)據(jù)庫(kù)。

蘇州大學(xué)的SizeCN是由尚笑梅教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)從2006年起，耗時(shí)6年構(gòu)建完成的。至該平臺(tái)搭建好時(shí)，已收錄3000多人的體型信息，以體表大類(lèi)數(shù)據(jù)為主，可推算出人體細(xì)部尺寸。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了多元人體測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理和特征的智能提取;建立了二維手工測(cè)量數(shù)據(jù)與三維自動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系;通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證，手工和三維測(cè)量技術(shù)規(guī)范制定、歸類(lèi)及產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)容量與分配的抽樣方法等體系內(nèi)容的研究，完成了大類(lèi)服裝人體信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

西安工程大學(xué)的人體數(shù)據(jù)庫(kù)依托項(xiàng)目“中國(guó)西部三維人體數(shù)據(jù)庫(kù)的建立及應(yīng)用研究”，由張欣教授及其團(tuán)隊(duì)完成。研究人員選取實(shí)體關(guān)系(E-R)模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模式，采用MS SQL Server2000作為數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合C/S和B/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的各自的特點(diǎn)，建立了三維人體數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)［17］。實(shí)現(xiàn)了以陜西省服裝工程技術(shù)研究中心為基地的內(nèi)部、外部信息的保存與共享。三維人體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了包括背景信息、測(cè)量數(shù)據(jù)及掃描信息的錄入，以及系統(tǒng)維護(hù)、權(quán)限管理等功能［18］。同時(shí)，可為個(gè)人、企業(yè)和科研人員提供三維人體測(cè)量數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)分析的功能。

北服-愛(ài)慕人體工學(xué)研究所的人體數(shù)據(jù)庫(kù)，收錄有文胸相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)。截止到2008年，該研究所陸續(xù)為數(shù)千名中國(guó)女性進(jìn)行人體測(cè)量，建立了中國(guó)女子人體體型數(shù)據(jù)庫(kù)，征集有效數(shù)據(jù)近百萬(wàn)條，該體型數(shù)據(jù)庫(kù)可按不同年齡段、身高段、出生地等條件進(jìn)行查詢(xún)和簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)分析。此外，研究所還開(kāi)發(fā)了人體體型數(shù)據(jù)分析與管理軟件。

東華大學(xué)近些年也有很多建立人體數(shù)據(jù)庫(kù)的研究和項(xiàng)目。趙微［19］利用VB對(duì)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成了人體數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)應(yīng)用程序。李惠敏［20］提出將MatLab和Web有機(jī)結(jié)合起來(lái)，建立并實(shí)現(xiàn)對(duì)象關(guān)系型人體測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，完成了人體三維在線建模，豐富了信息查詢(xún)模塊的內(nèi)容與形式。王鵬［21］采用java card技術(shù)，將表示人體3D信息的點(diǎn)云數(shù)據(jù)一并存入卡內(nèi)，客戶(hù)定制服裝時(shí)，讀取卡內(nèi)的信息，可快速模擬出該客戶(hù)的三維虛擬人體，進(jìn)而可完成虛擬試穿。任天亮［22］結(jié)合Visual C++2008和SQL Sever2008，完成軟件的界面設(shè)計(jì)，利用ODBC來(lái)管理和訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。時(shí)延文［23］針對(duì)男西裝中用到的人體尺寸信息，運(yùn)用Visual C++結(jié)合ADO數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)建立友好的程序界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體數(shù)據(jù)信息的查詢(xún)、刪除、添加和統(tǒng)計(jì)等操作。然而，據(jù)調(diào)查，這些數(shù)據(jù)庫(kù)并沒(méi)有保存下來(lái)。

3 國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比分析

對(duì)正常使用中的人體數(shù)據(jù)庫(kù)，從框架和功能2個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析，得到國(guó)內(nèi)外服裝用人體數(shù)據(jù)庫(kù)的研究現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)同國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)研究的差距。

3.1 人體數(shù)據(jù)庫(kù)框架

在進(jìn)行前期的數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，精確的采集方法和完整的采集項(xiàng)目，為后續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)的順利搭建提供了保證。分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)信息的采集方法和數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模等是必要的。

國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)均采用三維掃描為主，輔助以手工測(cè)量的方法進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，國(guó)外有3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)還進(jìn)行了關(guān)于生活方式和消費(fèi)習(xí)慣等的問(wèn)卷調(diào)查，國(guó)內(nèi)僅有1個(gè)。

對(duì)各數(shù)據(jù)庫(kù)按照開(kāi)始研究時(shí)間的先后進(jìn)行A到J的編號(hào)，其中數(shù)據(jù)庫(kù)B、F和G為國(guó)內(nèi)人體數(shù)據(jù)庫(kù)，其余為國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)。以研究時(shí)間為橫坐標(biāo)，數(shù)據(jù)庫(kù)收錄人體總數(shù)為縱坐標(biāo)做象限圖(如圖1所示)。其中，A人體數(shù)據(jù)庫(kù)于1992—1994年建立，收錄個(gè)體總數(shù)在3萬(wàn)以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他數(shù)據(jù)庫(kù)，暫不顯示在象限圖內(nèi)。從圖1中可看出，國(guó)外對(duì)人體數(shù)據(jù)庫(kù)的研究時(shí)間開(kāi)始較早，除E、I數(shù)據(jù)庫(kù)以外，其余國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)收錄個(gè)體數(shù)目均在10000以上。國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)多在2000年以后，收錄總數(shù)在2000～5000人之間。所以，從研究時(shí)間和數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模上的角度分析，國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)都領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)人體數(shù)據(jù)庫(kù)，尤其是規(guī)模上，國(guó)內(nèi)仍有較大的提升空間。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)建立時(shí)間和規(guī)模象限圖Fig.1 Establishment time and scale of database

從數(shù)據(jù)庫(kù)收錄個(gè)體性別比例(見(jiàn)圖2)來(lái)看，極個(gè)別的數(shù)據(jù)庫(kù)中僅收錄女性尺寸，絕大部分的數(shù)據(jù)庫(kù)是包括男體和女體的尺寸，且從調(diào)查中可知，在男女均有的數(shù)據(jù)庫(kù)中有2/3的數(shù)據(jù)庫(kù)男體和女體各占一半。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)收錄個(gè)體性別分布Fig.2 Gender distribution proportions for sample in database

國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)收錄個(gè)體在年齡上具有較廣的覆蓋面(見(jiàn)圖3)。然而，在收錄總數(shù)一定的前提下，年齡分布越廣，某年齡段內(nèi)個(gè)體數(shù)目越少，與之對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的覆蓋率和精準(zhǔn)度降低。所以?xún)H考慮年齡的橫向廣度是不夠的，更應(yīng)該縱向加大某年齡段內(nèi)個(gè)體的總數(shù)，這也是國(guó)外有些數(shù)據(jù)庫(kù)近些年來(lái)的研究熱點(diǎn)，如在繼SizeUK之后，英國(guó)于2009年又開(kāi)展針對(duì)0～17歲年齡段的人體數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目ShapeGB和2013年初開(kāi)展的針對(duì)老年人的Size Nottingham合作項(xiàng)目。

我國(guó)在建立人體數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)在性別和年齡上應(yīng)盡可能覆蓋面廣，同時(shí)對(duì)每種性別和年齡段的樣本量需運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行確定。數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)樣本的數(shù)據(jù)信息應(yīng)包含基本信息、二維尺寸信息和三維人體模型。另外，一些特定目的如文胸研究和對(duì)老年人體型研究等，對(duì)人體數(shù)據(jù)庫(kù)提出了更高的需求，需要數(shù)據(jù)庫(kù)在建立初期測(cè)量時(shí)即要考慮收錄個(gè)體的特征和每個(gè)個(gè)體尺寸項(xiàng)目等。

圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)收錄個(gè)體年齡分布Fig.3 Age distribution for sample in database

3.2 人體數(shù)據(jù)庫(kù)功能

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存人體數(shù)據(jù)庫(kù)的功能大都集中在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、體型分析、人體建模和生成報(bào)告等4大功能:1)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中某些尺寸進(jìn)行簡(jiǎn)單地統(tǒng)計(jì)分析，如均值分析、方差分析和最大最小值分析等。現(xiàn)存的國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)都有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能;2)體型分析，指數(shù)據(jù)庫(kù)具備按照一定的人體尺寸和某種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相似人體進(jìn)行歸類(lèi)的功能。體型表達(dá)的是一個(gè)整體特征，這種特征可將千變?nèi)f化的形體類(lèi)別化。如國(guó)際上通用的BMI身體指數(shù)、我國(guó)國(guó)標(biāo)中將女子體型分為Y、A、B、C 4類(lèi)等體型分析方法。國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)中均有此功能;3)人體建模，指查看和編輯數(shù)據(jù)庫(kù)中的三維人體模型，甚至通過(guò)輸入一定的參數(shù)生成和修改人體模型。國(guó)外8個(gè)人體數(shù)據(jù)庫(kù)中僅韓國(guó)人體數(shù)據(jù)庫(kù)SizeKorea具備此功能;國(guó)內(nèi)人體數(shù)據(jù)庫(kù)中蘇州大學(xué)的SizeCN和西安工程大學(xué)的中國(guó)西部三維人體數(shù)據(jù)庫(kù)具有人體建模的功能;4)生成報(bào)告，是指數(shù)據(jù)庫(kù)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行某些統(tǒng)計(jì)分析，并將統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果以報(bào)告的形式展現(xiàn)給用戶(hù)。國(guó)外大型人體數(shù)據(jù)庫(kù)大都具備此項(xiàng)功能，國(guó)內(nèi)人體數(shù)據(jù)庫(kù)尚未將此功能作為一個(gè)獨(dú)立的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。

以上比較分析可知，在建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，其功能模塊可從這4部分入手。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)是人體數(shù)據(jù)庫(kù)的基本功能;體型分析，體現(xiàn)了服裝行業(yè)對(duì)人體數(shù)據(jù)庫(kù)的特殊需求。這二者應(yīng)該在數(shù)據(jù)庫(kù)有所體現(xiàn);人體建模，是隨著非接觸式三維掃描儀的發(fā)展而新興的功能模塊，有較大的挖掘空間，可依據(jù)實(shí)力適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn);在全國(guó)或區(qū)域大規(guī)模人體測(cè)量項(xiàng)目中，如能直接在數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)對(duì)人體體型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告的生成，則可省去借助其他單獨(dú)的統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析的繁瑣，提高對(duì)體型數(shù)據(jù)的利用效率。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)查和分析國(guó)內(nèi)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)的框架及功能可得以下4點(diǎn)結(jié)論。

1)國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)大都規(guī)模較大，普遍被測(cè)體數(shù)目較大，覆蓋率廣，對(duì)相關(guān)行業(yè)具有較大的指導(dǎo)意義;國(guó)內(nèi)人體數(shù)據(jù)庫(kù)一般是院校和特定企業(yè)項(xiàng)目合作的結(jié)果，測(cè)量樣本特征比較單一，數(shù)目有限，且成果僅為合作企業(yè)享用;另外，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化研究院雖開(kāi)展全國(guó)范圍內(nèi)的人體測(cè)量，但是大部分企業(yè)和院校很難使用其大量的測(cè)量數(shù)據(jù)和詳細(xì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。

2)更加細(xì)分化專(zhuān)業(yè)化的人體數(shù)據(jù)庫(kù)是人體數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展的一個(gè)方向。這種細(xì)分化和專(zhuān)業(yè)化可體現(xiàn)在針對(duì)某身體部位、某個(gè)年齡段或某類(lèi)人群的人體而搭建的人體數(shù)據(jù)庫(kù)。如繼SizeUK之后，英國(guó)于2009年又開(kāi)展針對(duì)0～17歲年齡段的人體數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目ShapeGB和2013年初開(kāi)展的針對(duì)老年人的Size Nottingham合作項(xiàng)目，是對(duì)目標(biāo)人群進(jìn)行細(xì)分建立專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)。

3)在人體數(shù)據(jù)庫(kù)的可檢索性方面，國(guó)外數(shù)據(jù)庫(kù)有較好的體現(xiàn)，但是數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)公眾開(kāi)放的程度仍然有很大的提升空間。比如，數(shù)據(jù)庫(kù)中原始的人體尺寸數(shù)據(jù)的獲取大都并未開(kāi)放，而這些數(shù)據(jù)對(duì)科研具有較大的價(jià)值。

4)國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)樣本數(shù)量可觀，對(duì)數(shù)據(jù)分析的利用較充分，可供國(guó)內(nèi)借鑒和參考。然而，在建立起的人體數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為人體數(shù)據(jù)來(lái)源的三維模型文件，調(diào)查到的國(guó)外人體數(shù)據(jù)庫(kù)只是將模型儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，而數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)本身對(duì)其進(jìn)行的操作和利用不夠充分，人體三維模型比單純的數(shù)字具有更大的利用價(jià)值，如通過(guò)編寫(xiě)插件，使數(shù)據(jù)庫(kù)同三維建模軟件聯(lián)動(dòng)起來(lái)，可以更好地對(duì)人體模型進(jìn)行利用。

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Survey and analysis on domestic and overseas human body database for garments'use

LIU Yongmei，ZHANG Xiaoxue，GUO Yunxin
(Fashiono·Art Design Institute，Donghua University，Shanghai200051，China)

Human body anthropometric data is fundamental basement for fashion design and manufacturing.And body database provides a platform to store and retrieve those data digitally.It's also important support both in technology and data for body size characteristic research and apparel manufacturing.This paper attempted to carry out discussions on apparel industry's requirements，obtaining technology and development trends of human body anthropometric data.A survey via multi channels showed basic situations of the establishment，operation and data information 22 human body databases domestic and overseas.We also conducted a comparative analysis of frame feature and function module among databases in normal used to provide guidance and accumulation for use and establishment of human body databases.

body anthropometric data;human body measurement;database frame;database function

TS 941.2

A

10.13475/j.fzxb.20140502607

2014－05－12

2014－12－03

劉詠梅(1969—)，女，副教授，博士生。主要研究方向?yàn)榉b先進(jìn)制造技術(shù)。E-mail:liuyongmei@dhu.edu.cn。