羅琳琳， 王宏付

(江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院， 江蘇 無錫 214122)

?

乳房位置對上衣結(jié)構(gòu)的影響

羅琳琳， 王宏付

(江南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院， 江蘇 無錫 214122)

為提高女上裝胸部設(shè)計的合體性，通過對180名女大學(xué)生進行人體測量，獲得乳房有關(guān)數(shù)據(jù)，用模糊C均值算法進行聚類，得到胸部最高點(即BP點)的縱向及橫向相對位置。采用OptiTex技術(shù)的3-D模塊進行模型構(gòu)建及立裁實驗，獲得不同上衣原型樣板并進行疊加，分析重要工藝點的位移變化。結(jié)果顯示：BP點縱向位置指標比值主要為1.00、1.12和1.24，省尖下移，肩省平均橫向增加0.6 cm，而腰省平均橫向減小0.6 cm；BP點橫向位置指標比值主要為0.9、1.0、1.1，省尖左右移動，省的大小基本不變。研究結(jié)果對特殊體型樣板結(jié)構(gòu)設(shè)計與修正具有指導(dǎo)意義。

三維人體測量； BP點； 服裝CAD； 前片樣板； 工藝點

為了改善女上裝的合體性，建立女裝上衣紙樣的數(shù)學(xué)模型，提高數(shù)字化服裝的合體性，近年來許多服裝院校和相關(guān)研究機構(gòu)就特殊體型對服裝結(jié)構(gòu)樣板的影響進行了大量的研究。錢露露等[1]通過三維人體掃描儀獲得背部形態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)，主要針對肩胛骨形態(tài)進行聚類分析，然后通過模擬不同種類的肩胛骨模型，獲得結(jié)構(gòu)樣板，將樣板進行疊加，總結(jié)出平面結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。彭磊等[2]提取女性特殊體型指標后以凸胸、凸肚和高肩胛骨3種情況進行人臺補正獲得女裝原型樣板，以期完善特殊體型女裝原型的樣板庫，但對于乳房在上體位置的差異導(dǎo)致的衣身結(jié)構(gòu)的變化還鮮有研究。本文以此為切入點，著重探討了乳房在縱向及橫向位置的變化特點及相應(yīng)位置合體上衣結(jié)構(gòu)樣板的差異，歸納樣板的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，以期為服裝生產(chǎn)提供理論參考。

1 三維人體測量

1.1 測量儀器與測量要求

測量實驗在三維人體測量室進行，采用的測量儀器是德國VITUS SMART XXL 非接觸人體掃描儀。實驗室的溫度為(27±3)℃，濕度為(60±10)%[3]。

實驗室封閉無照明，被測試者上身全裸，下身可穿淺色內(nèi)褲，頭發(fā)束起并戴白色帽子；被測試者自然站立，全身放松，避免聳肩、背彎等；雙腳放在儀器測試臺的標記處，雙臂自然下垂在身體兩側(cè)向上微抬8～10 cm。測量時，被測試者目視前方，保持自然呼吸，避免身體晃動。為減小誤差，對每位被測者進行3次測量，取其平均值。

1.2 測量項目

根據(jù)研究目的，選取包括身高、胸圍、肩峰點高a(肩峰點距離地面的垂直高度)、BP點高b(BP點距離地面的垂直高度)、前腰節(jié)高c(前腰節(jié)距離地面的垂直高度)、頸窩點到左BP點距離d、頸窩點到右BP點距離e、乳間距f共8個項目[4]。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 基本統(tǒng)計量分析

樣本數(shù)要根據(jù)實際情況而定，既要避免樣本數(shù)太少造成誤差太大，也要避免樣本數(shù)太多導(dǎo)致人力物力的浪費，通過公式計算最終確定此次實驗測量的人數(shù)為180。為了剔除可能影響分析結(jié)果的異常數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)，要對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理后最終確定有效數(shù)據(jù)樣本為178個[5]。根據(jù)實驗?zāi)康?，對測量項目進行簡單計算產(chǎn)生新的量，如圖1所示。肩胸高差為h1(即肩峰點高a與BP點高b的差值)；胸腰高差為h2(即BP點高b與前腰節(jié)高c的差值)；頸窩點與左右BP點距離之和為g(即頸窩點到左BP點距離d與頸窩點到右BP點距離e之和)。

圖1 BP點指示圖Fig.1 BP point indicator diagram. (a)BP point longitudinal position variable; (b)BP point horizontal position variable

BP點的位置變化主要為縱向高低和橫向左右變化，令j=h1/h2，j反映了BP點在上體肩峰和腰節(jié)線之間的相對位置即在上體縱向相對位置[6]。令k=2f/g，f為乳間距，k反映了BP點的外闊程度即在上體的橫向相對位置。

2.2 BP點縱向位置分析

j能直觀地反映BP點在上體的縱向位置。對于明顯具有類別的數(shù)據(jù)，通過聚類算法可以把整個數(shù)據(jù)聚為幾類，每個類別之間具有很高的相似度。為更清楚認識比值j的分布情況，采用模糊C均值聚類(FCM)。聚類結(jié)果用表征聚類有效性的目標函數(shù)來判定，滿足一定條件時，迭代停止得到最終的聚類中心。隸屬度矩陣U是取值在[0,1]間的元素，一個數(shù)據(jù)集的隸屬度的和總滿足：

FCM的目標函數(shù)為

式中：U={uij}表示隸屬度矩陣;uij為隸屬度值;dij=‖xj-vi‖表示數(shù)據(jù)xj與聚類中心vi之間歐氏距離；m為模糊指數(shù)，取值為2；V=(v1,v2,…,vC)，vi表示各個聚類中心點。為使目標函數(shù)值達到最小，通過拉格朗日乘數(shù)法求解可得

和

通過對2～6類的聚類結(jié)果進行分析比較可知，聚類數(shù)為5時，分類效果比其他類別更明顯，所以最終聚類數(shù)為5。經(jīng)過25次迭代后，目標函數(shù)達到最小，且?guī)缀醣３植蛔?，此時迭代終止，5個類的終止聚類中心見表1。聚類中的樣本數(shù)見表2。

表1 BP點縱向最終聚類中心Tab.1 Final cluster centers of BP point longitudinal

表2 BP點縱向聚類中的樣本數(shù)Tab.2 Cluster sample number of BP point longitudinal

從表1、2可以看出：BP點主要分布在肩峰點與腰節(jié)線的中間或偏下的位置；肩峰點與BP點的高度差和BP點與前腰節(jié)高度差的比值j在1.42的人數(shù)為5，人數(shù)極少，這類情況屬于特殊情況；人體胸部的位置相對固定，無論相對上體是偏上還是偏下都有極限值；第2類的肩峰點與BP點的高度差和BP點與前腰節(jié)高度差的比值j為0.97，近似看做1，即BP點大致位于肩峰點與腰節(jié)線的中間位置，這類人數(shù)最多，視為中間型；第3類的肩峰點與BP點的高度差和BP點與前腰節(jié)高度差的比值j為0.85，即BP點偏高類型人數(shù)為10，占總樣本數(shù)的5.6%；第1類和第4類的比值j分別為1.12和1.24，所占樣本比例為29.2%、25.8%，這2類屬于比較常見的類型。

2.3 BP點橫向位置分析

k值能直觀反映BP點在上體的橫向相對位置。為了更清楚認識BP點的橫向分布情況，將k值進行模糊C均值聚類。在進行2～6類聚類結(jié)果比較后發(fā)現(xiàn)5類的聚類效果較好，所以最終聚類數(shù)為5。經(jīng)過20次更迭后，目標函數(shù)達到最小，且?guī)缀醣３植蛔儯藭r迭代終止，5個類的終止聚類中心見表3。聚類中的樣本數(shù)見表4。

表3 BP點橫向最終聚類中心Tab.3 Final cluster centers of BP point horizontal

表4 BP點橫向聚類中的樣本數(shù)Tab.4 Cluster sample number of BP point horizontal

從表3、4可看出：這個群體的BP點在橫向的大致位置是偏離人體中線而靠近人體兩側(cè)；第2類的比值k為0.8，在5類中比值最小，說明BP點位置相比其他4類而言內(nèi)斂程度較大，它的樣本數(shù)為5，僅占2.8%，視為特殊情況；第4類的比值k為1，樣本數(shù)為69，占38.7%，這類型的樣本數(shù)是5類中最多的，因此可看成中間型；第3類、第1類的比值k分別為1.1、0.9，所占樣本比例分別為33.1%、17.4%，這2類屬于比較常見的類型。第5類BP點位置外闊程度最大，視為特殊情況，在此不予考慮。

3 BP點位置變化模擬實驗

3.1 實驗對象及用具

按照GB/T 1335.2—2008《服裝號型 女子》以165/84A標準人體模型作為實驗參照對象[8]；使用OptiTex服裝CAD軟件[9]、CorelDRAW繪圖軟件等。

3.2 實驗方法及步驟

3.2.1 BP點位置的調(diào)整

本文將BP點的位置變化作為變量，考察當BP點相對位置變化時引起衣身前片結(jié)構(gòu)的變化。借助OptiTex服裝CAD軟件的3-D模特，通過對模特進行局部屬性調(diào)整，在保持胸部大小不變的情況下把模特BP點位置進行上下調(diào)整和左右調(diào)整，實驗分為2組:第1組是BP點縱向調(diào)整，分3種情況，比值j分別為1.00、1.12、1.24。第2組是BP點橫向調(diào)整，亦分3種情況，比值k分別為0.9、1.0、1.1，如圖2所示。

3.2.2 人體模型標注

人體模型基準線的標注[10]是立體裁剪最基本也是重要的一個步驟，基準線的精準程度關(guān)系到制版質(zhì)量的好壞以及實驗數(shù)據(jù)的準確性。

3.2.3 立裁取版及補正

在OptiTex服裝CAD軟件的3-D模塊中，根據(jù)事先標注好的基準線進行分塊處理，然后根據(jù)曲面分塊得到的衣片讀取到平面紙樣編輯窗口，對分塊進行拼合修正，調(diào)整樣板曲線后制成樣衣，給模特進行試穿，觀察服裝是否合體，如樣衣貼合模特曲面且服裝的結(jié)構(gòu)線與模特身上的標注線基本吻合，則認為樣板合理，如存在偏差，則繼續(xù)調(diào)整樣板曲線，直到獲得與人體表面相吻合的服裝樣板，而后將合體樣板的各個工藝點標上字母以便比較區(qū)分。

4 實驗結(jié)果與分析

4.1 BP點縱向位置變化下樣板分析

將依據(jù)模特BP點縱向高度屬性變化后取得的樣板進行疊加，見圖3。分別測出其余2種狀態(tài)下各工藝點相比中間樣板的增量，測量各樣板之間的增量，見表5。表格中的工藝點與樣板上的工藝點一一對應(yīng)。

圖3 BP縱向位置變化下樣板疊加圖Fig.3 Pattern stacking under longitudinal Change of BP point

1)省的變化：肩省省尖的位移變化和BP點的位移變化相同，當j為1.12時，相比j為1.00，BP點下移0.54 cm，肩省的省尖向下增加0.54 cm，而腰省則相應(yīng)減少相同的量；隨著BP點下移，原來BP點位置有些許的余量，需要在加大肩省使得樣板合體的同時減小腰省來滿足新的BP點需要的量，肩省增加的量平均為0.6 cm，腰省減小0.6 cm。省的變化應(yīng)該考慮美觀性，當省量過大時應(yīng)該將部分省量進行轉(zhuǎn)移，當省太長時也會影響美觀性，可以選擇不同部位的省來代替。

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

注：橫向向右為正值，縱向向上為正值。

2)側(cè)縫增量：BP點下調(diào)會使樣板的寬度不夠而造成衣身緊繃，需要增加側(cè)縫的量，點C橫向延伸，樣板側(cè)縫增加的差量為0.3 cm。

3)胸寬線的變化：通過作袖籠弧線的垂直切線，反復(fù)測量驗證，隨著BP點的下移，前胸部的寬度變小。

4)袖籠弧線的變化：袖籠弧線形態(tài)基本不變。

4.2 BP點橫向位置變化下樣板分析

圖4示出BP橫向位置變化時樣板疊加圖，表6示出樣板差量。通過圖4和表6分析可知，對橫向位置變化下的樣板進行疊加，發(fā)現(xiàn)乳房的橫向變化對樣板的主要影響是省的位置變化。相比k=1.0時的樣板，k=0.9時的樣板BP點左移0.55 cm，由于BP點左移，經(jīng)過V點的省道長度變短，為了保持V點和L點的省道長短一致，工藝點L下移0.26 cm，同時要保持肩線長度不變，點L左移0.18 cm。k=1.1時，BP點右移0.53 cm，此時過點V的省道變長，為了保證點V和點L的省道長短相同，工藝點L上移0.22 cm，同時右移0.19 cm，以保證肩線長度不變。

圖4 BP橫向位置變化下樣板疊加圖Fig.4 Pattern stacking under laternal chang of BP point表6 樣板差量表Tab.6 Differences of models

cm

注：橫向向右為正值，縱向向上為正值。

長期以來，不同領(lǐng)域?qū)θ梭w乳房進行了大量的研究，對于乳房審美的標準說法不一，但是對于下垂、外闊型的乳房屬于不完美乳房的說法是被大家所認同的。在服裝設(shè)計的過程中，不僅要合體性好，同時美觀性也是不可或缺的，對于外闊，下垂型的乳房，在進行服裝設(shè)計的時候不能完全只根據(jù)乳房的位置來考慮，這樣會暴露人體缺陷，影響服裝的美觀性，外闊、下垂型的乳房可以通過調(diào)整型文胸得到改善?？傊谶M行合體服裝的設(shè)計過程中，服裝合體性、美觀性要綜合考慮。

5 結(jié) 論

1)通過三維人體測量獲得與人體乳房相關(guān)的數(shù)據(jù)，采用數(shù)理分析手段對數(shù)據(jù)進行分析得出人體乳房相對位置變化的特點。從縱向上看：肩峰點與BP點高度差和BP點與前腰節(jié)高度差的比值j主要為1.00、1.12、1.24，各自占比為36.5%、29.2%、25.8%，可知總體上乳房在中間偏下位置。從橫向上看:乳間距的2倍和頸窩點到左右BP點距離之和的比值k主要為0.9、1.0、1.1，各自占比17.4%、38.4%、33.1%，乳房總體外闊。

2)利用OptiTex的3-D模特進行屬性調(diào)整分別模擬出乳房的位置變化，用數(shù)字化立體裁剪，得出相應(yīng)的樣板，把樣板進行疊加，通過對比樣板各個工藝點的差量可知，BP點的縱向變化主要引起肩省和腰省的大小及省尖縱向位置變化，當j=1.12時，省尖下移0.54 cm，j=1.24時省尖下移1.10 cm，成等差變化，肩省變大，腰省變小。BP點的橫向變化主要引起肩省和腰省省尖的橫向變化，當k=0.9時，BP點左移0.55 cm，當k=1.1時，BP點右移0.53 cm，可見BP點橫向變化成等差變化，而省的大小幾乎不變。

3)乳房位置差異并不是單純的縱向和橫向變化，還有縱向和橫向組合變化，該問題在后續(xù)研究中會繼續(xù)深入探討。

FZXB

[1] 錢露露，王宏付，胡潮江，等.基于三維人體測量的上衣后片結(jié)構(gòu)分析[J].紡織學(xué)報，2014,35(10)：105-109. QIAN Lulu, WANG Hongfu, HU Chaojiang, et al. Analysis of back panel′s structure based on 3-D anthropometric[J]. Journal of Textile Research, 2014, 35(10):105-109.

[2] 彭磊，謝紅，鄒奇芝,等.基于量身定制特體女裝原型樣板的生成[J].紡織學(xué)報,2011,32(4)：101-105. PENG Lei, XIE Hong, ZOU Qizhi, et al. Generation of women′s basic patterns of special body forms based on made to measure[J]. Journal of Textile Research, 2011, 32(4):101-105.

[3] HAN Hyunsook, NAM Yunja, CHOI Kyungmi. Comparative analysis of 3-D body scan measurements and manual measurements of size Korea adult females [J]. International Journal of Industrial Ergonomics,2010, 40(5):534-535.

[4] 劉瑞璞. 服裝紙樣設(shè)計原理與技術(shù)：女裝篇[M].北京： 中國紡織出版社，2008:10-39. LIU Ruipu. The Theory and Technology of the Apparel Pattern Design: Female Dress [M]. Beijing: China Textile & Apparel Press, 2008:10-39.

[5] 齊靜，張欣.三維人體數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析預(yù)處理研究[J]. 紡織學(xué)報，2006,27(1)：42-45. QI Jing, ZHANG Xin. Preprocessing of 3-D body data before statistic analysis[J]. Journal of Textile Research, 2006, 27(1):42-45.

[6] 梁素貞，張欣，周捷,等.基于三維人體測量的西部女大學(xué)生乳房基本形態(tài)[J].紡織學(xué)報，2007,28(8)：75-78. LIANG Suzhen, ZHANG Xin, ZHOU Jie, et al. Basic breast shapes of female undergraduate in the west of China based on 3-D body scanning[J]. Journal of Textile Research,2007,28(8):75-78.

[7] 吳佳.FCM聚類及其增量算法的研究[D].長沙：長沙理工大學(xué)，2011: 18-23. WU Jia. FCM clustering and research of its increment algorithm[D]. Changsha:Changsha University of Science and Technology, 2011:18-23.

[8] 劉正，張欣，胡淑蓉,等.我國服裝現(xiàn)用人臺現(xiàn)狀分析[J].紡織學(xué)報，2006,27(5)：104-107. LIU Zheng, ZHANG Xin, HU Shurong, et al. Analysis of present situation of the use of human body model [J]. Journal of Textile Research, 2006,27(5):104-107.

[9] 胡潮江，王宏付.基于數(shù)字化立裁的人體圍度形態(tài)與服裝原型建立的關(guān)系[J].山東紡織科技，2014(3)：25-29. HU Chaojiang, WANG Hongfu. Relationship between the body circumference morphology and clothing prototype based on digital draping [J]. Shandong Textile Science & Technology, 2014(3):25-29.

[10] 張文斌.服裝立體裁剪[M]. 2版. 北京：中國紡織出版社，2012:24-29. ZHANG Wenbin. Garment Draping[M]. 2nd ed. Beijing: China Textile & Apparel Press, 2012:24-29.

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

羅琳琳(1990—)，女，碩士生。主要研究方向為數(shù)字化服裝工程。王宏付，通信作者：E-mail：whf.123@163.com。

TS 141.1

A