高智英

摘要：本文采用隨機抽樣的方法，利用馬丁測量儀對山西地區(qū)青年女性頭面部指標(biāo)進行了測量，通過數(shù)理統(tǒng)計分析，得到人體臉型的影響因子，確定了人體臉型的分類。在此基礎(chǔ)上，最終給出口罩原型結(jié)構(gòu)制圖中的要素分析以及不同臉型對應(yīng)的結(jié)構(gòu)變化。本文彌補了口罩結(jié)構(gòu)設(shè)計研究中存在的不足，同時對其他頭面部產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計也具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：山西地區(qū) 青年女性 臉型分類 口罩結(jié)構(gòu)

一、臉部特征尺寸測量

本文以山西地區(qū)年齡為20-30周歲的青年女性為研究對象進行人體臉部測量。

（一）測量工具及要求

本文中使用的測量工具為馬丁測量儀和軟尺，采用的體型測量方法為馬丁測量法。馬丁測量法的測量工具、測量方法簡便易行，適合本文對人體臉部復(fù)雜的特征尺寸的提取。

（二）測量項目

根據(jù)GB/T 2428-1998《成年人頭面部尺寸》定義的測量項目，本文選取其中與口罩結(jié)構(gòu)設(shè)計密切相關(guān)的18項測量指標(biāo)同進行數(shù)據(jù)提取，本次選取的樣本容量為50人。

二、數(shù)據(jù)分析及面部形態(tài)分類

通過奇異值檢測得出測量的50名青年女性數(shù)據(jù)有效，樣本服從正態(tài)分布，數(shù)據(jù)真實、可靠。

（一）因子分析

通過因子負荷系數(shù)分析，能夠比較容易地解釋各因子所代表的類別。其中：第一因子主要包括頭寬、面寬、眼寬，將其稱為寬度因子；第二因子主要包括頭高、面長、唇高，將其稱為長度因子；第三因子和第四因子主要指的是鼻子高度和寬度的指標(biāo)。由因子分析可知，寬度和長度決定了人體面部形態(tài)，此外鼻子對臉部形態(tài)的影響也比較大，可分為短鼻型、中鼻型和長鼻型。

（二）聚類分析

參照因子分析，用K-means快速聚類法將樣本進行分類。根據(jù)面部寬度聚類，將人體面部分成寬臉體和窄臉體兩類。同時，根據(jù)影響頭面部產(chǎn)品設(shè)計的下頜寬等因素進行聚類，又可將面部分為尖臉和圓臉兩類。綜上分析，人體臉型可分成四種，分別將其定義為寬尖臉、寬圓臉、窄尖臉和窄圓臉。

三、口罩結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）口罩原型結(jié)構(gòu)設(shè)計要素及制圖

在人體頭面部測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，繪制與面部形狀相吻合的口罩結(jié)構(gòu)，口罩結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要參數(shù)為面寬、面長、鼻中高、鼻深，下頜角間寬以及耳寬等因素。以中間體的體型數(shù)據(jù)繪制口罩的原型結(jié)構(gòu)，如圖2所示（HN代表鼻中高）；成品效果如圖3所示。

（二）不同臉型對應(yīng)口罩結(jié)構(gòu)分析

不同的臉部形態(tài)對應(yīng)的口罩結(jié)構(gòu)也有相應(yīng)的變化。根據(jù)四種不同的臉型，對其結(jié)構(gòu)設(shè)計要素要進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。經(jīng)過多次實驗驗證，可得如下經(jīng)驗數(shù)值，如表1、表2所示。

（三）適合性檢驗

本文針對性選取山西地區(qū)女青年10名對所設(shè)計的口罩進行舒適性檢測。主觀舒適性檢測法結(jié)果表明，本次設(shè)計的口罩對面部無壓迫且與面部的貼合程度較好，總體滿意度為98%。

四、結(jié)論

本文對山西地區(qū)青年女性進行了頭面部人體測量，經(jīng)數(shù)據(jù)分析得到人體臉型分為4種，即寬尖臉、寬圓臉、窄尖臉和窄圓臉；同時得出鼻子形態(tài)也是影響臉部造型的一個重要因素。并進一步得到口罩結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些重要參數(shù)，其中面長、面寬、面寬（中）與面寬（下）的差值等是設(shè)計口罩外形尺寸的必要參數(shù)，鼻中高、鼻中寬是設(shè)計口罩鼻部密封結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。為口罩及其他頭面部產(chǎn)品的設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。