郭 娟,羿 瑩

(1.大連工業(yè)大學(xué)，遼寧 大連 116034；2.河南科技大學(xué)，河南 洛陽 471023)

進(jìn)入21世紀(jì)后，服裝行業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，服裝快速化反應(yīng)是市場競爭的基礎(chǔ)，如何在最快的時間做出讓消費(fèi)者滿意的服裝是占領(lǐng)市場的重要途徑。三維人體掃描技術(shù)以掃描時間短、掃描數(shù)據(jù)多、掃描結(jié)果精確的特點(diǎn)被服裝企業(yè)所認(rèn)可，如何讓三維人體掃描技術(shù)更好更快地與服裝產(chǎn)業(yè)結(jié)合是目前亟待解決的問題。

1 非接觸式三維掃描的概述

三維人體掃描的過程是通過光發(fā)生器產(chǎn)生的某種特殊光線，投射到被掃描物體上，然后利用傳感器接收反射光線，并通過光電轉(zhuǎn)換器形成所需的數(shù)字信號，再由模擬軟件處理轉(zhuǎn)換為空間點(diǎn)坐標(biāo)來呈現(xiàn)物體的特征[1]。在掃描過程中需要利用時間差測量法、三角測量法和相位測量法來獲取數(shù)據(jù)。

時間差測量法是利用光束的傳播時間來測量被測點(diǎn)與參考平面的距離，由于激光的偏向性好，所以采用激光效果會比白光好；三角法輪廓測量技術(shù)以三角測量原理為基礎(chǔ)，通過照射在被測物體上的光的出射點(diǎn)、投影點(diǎn)和成像點(diǎn)三者之間的幾何關(guān)系確定物體各點(diǎn)的高度；相位測量法是利用光柵條紋受投影物體高度影響的現(xiàn)象來測量三維物體的表面輪廓。當(dāng)均勻光柵垂直投影到平整表面，將得到均勻分布的光柵條紋；當(dāng)光柵投影到高度有變化的物體上時，光柵條紋則要發(fā)生變形，并且呈非均勻分布，這是由于投影光柵被物體的高度所調(diào)制造成的[2]。

2 三維人體掃描技術(shù)在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用

目前三維人體掃描技術(shù)在服裝領(lǐng)域已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，具體應(yīng)用可分為在個性化服裝定制上的應(yīng)用、工效學(xué)上的應(yīng)用、特殊部位服裝款式的設(shè)計。

2.1 三維人體掃描技術(shù)在個性化定制上的應(yīng)用

服裝個性化定制是未來的一個發(fā)展趨勢，為了促進(jìn)個性化定制的快速發(fā)展，人們利用三維掃描技術(shù)來提高效率和準(zhǔn)確率。目前的應(yīng)用主要體現(xiàn)在量身定做和虛擬試衣兩個方面。

2.1.1量身定做

隨著生活水平的不斷提高，人們對個性化服裝的需求不斷增長。大批量生產(chǎn)的服裝已經(jīng)無法滿足人們的追求，而傳統(tǒng)的定制服裝不僅生產(chǎn)周期長、量身麻煩，尺寸數(shù)據(jù)也會因裁縫的手藝和習(xí)慣不同，導(dǎo)致定制服裝的效果沒有預(yù)期的好，這是個性化服裝定制的一個瓶頸。而通過非接觸式三維人體掃描系統(tǒng)，短短幾十秒甚至幾秒的時間，就可得出能夠精確反映人體特征的100多個數(shù)據(jù)點(diǎn)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，為顧客挑選出最適合的服裝尺寸，滿足消費(fèi)者對個性化服裝定制的需求，這種方法既可以在傳統(tǒng)的定制服裝上使用，也適合網(wǎng)上定制[3]。

2.1.2虛擬試衣

虛擬試衣是消費(fèi)者借助虛擬的，和自己身體特征相同的模特，通過軟件實(shí)現(xiàn)換裝。這些服裝可從虛擬人臺上脫下，展開成更加直觀的二維平面板型，既可為CAD制板提供修改的依據(jù)，也為服裝設(shè)計師修改服裝樣板提供了更加快捷方便的方法，使服裝的設(shè)計和修改避免主觀想象[4]。對于消費(fèi)者來講，可以根據(jù)虛擬試衣的結(jié)果表達(dá)對款式造型、服裝松量的意見和建議。對于服裝生產(chǎn)銷售企業(yè)來講，可以提高市場反應(yīng)速度，縮短定制周期，降低庫存和成本，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 工效學(xué)上的應(yīng)用

三維人體掃描技術(shù)在工效學(xué)上的應(yīng)用主要可以歸納為服裝合體性、人體體型分析與號型的制定等領(lǐng)域。

2.2.1服裝合體性

服裝合體性是影響消費(fèi)者購買服裝的一個非常重要的因素，它涉及到服裝與人體、環(huán)境等多重關(guān)系，所以服裝合體度評估是非常重要的一個環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的主觀評價主要有3步：首先找到一個理想狀態(tài)的試衣模特，然后對號型進(jìn)行合理適當(dāng)?shù)目s放，最后根據(jù)選擇好的模特的試衣穿著情況進(jìn)行評估，通過比較穿著者與服裝之間的松量、貼合程度、人體動靜運(yùn)動狀態(tài)等，最終分析該服裝合體性情況。傳統(tǒng)評價方法的缺點(diǎn)在于不夠準(zhǔn)確，非常依賴評估者的主觀判斷。通過三維人體掃描技術(shù)，可以將裸體和著裝后的三維圖像實(shí)時輸出，然后借助二者的三維圖像比較掃描之前設(shè)定的關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵部位，從而以三維直觀的方式呈現(xiàn)出人體皮膚與服裝表面之間的空間分布形態(tài)，并得到服裝與人體之間的空隙、厚度、體積等物理量，用具體的數(shù)據(jù)和圖像證明來評價服裝的合體性[5]。這種評價方法測量部位多，精確高效，為服裝合體性的評估提供了有效的依據(jù)。

2.2.2人體體型分析與號型的制定

人體測量過程復(fù)雜，需大量數(shù)據(jù)支撐，當(dāng)測量的人群多、體型復(fù)雜時，傳統(tǒng)的人體測量就會變得費(fèi)時費(fèi)力，而且準(zhǔn)確程度也會降低，而三維人體掃描技術(shù)可以快速高效地測量人體數(shù)據(jù)，對于體型的分析和號型的劃分有著不可代替的優(yōu)勢。目前研究人員已經(jīng)利用這項技術(shù)對青年女性站立姿勢的體型進(jìn)行分析研究，并且取得了很好的成果。隨著三維人體掃描技術(shù)以及三維數(shù)據(jù)分析技術(shù)的日趨成熟，應(yīng)將研究方向拓寬至各年齡段以及動靜態(tài)姿勢的分析，進(jìn)一步幫助企業(yè)了解各年齡層、不同運(yùn)動狀態(tài)下人體體型的變化[5]。還可以對不同地域、國家的人體進(jìn)行測量，獲得有效數(shù)據(jù)，建立客觀、精確反映人體特征、使用方便的人體數(shù)據(jù)庫，為服裝號型的修訂、更新及人體體型的細(xì)分提供理論依據(jù)[6]。

2.3 特殊部位服裝款式的設(shè)計

2.3.1女性文胸的設(shè)計

文胸作為女性的貼體服裝，在設(shè)計時不僅要具有普通服裝應(yīng)有的時尚感，還要滿足女性胸部造型和舒適的要求。隨著女性自我意識的增強(qiáng)與著裝理念、社會地位及消費(fèi)心理的變化，對文胸的設(shè)計提出了更高的要求。女性文胸正向著功能性、舒適性以及保健性方向發(fā)展，各類文胸層出不窮。但目前國內(nèi)內(nèi)衣生產(chǎn)企業(yè)大多采用平面裁剪的方法，制作出樣衣后，再根據(jù)樣衣選出模特進(jìn)行試衣，這種方法導(dǎo)致文胸難以貼合大多數(shù)女性的身形，不利于女性健康。隨著人體非接觸測量技術(shù)的發(fā)展，利用三維人體掃描儀能夠快捷地獲取特定人體的表面數(shù)據(jù)，并可以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立個性化特征人體的表面模型，根據(jù)建模和數(shù)據(jù)設(shè)計出符合女性胸腹結(jié)構(gòu)的立體型文胸，既可以滿足女性對個性和審美的要求，又能符合人體工效學(xué)[7]，為實(shí)現(xiàn)內(nèi)衣個性化三維設(shè)計與快速加工奠定良好的基礎(chǔ)。

2.3.2男士內(nèi)褲的設(shè)計

男士內(nèi)褲是生活的必需品，內(nèi)褲的合體性會直接影響服裝的舒適性和功能性，因此改進(jìn)男式內(nèi)褲的款式、面料以及功能性的結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要?，F(xiàn)在市場上銷售的男士內(nèi)褲大多是通過對其他成品內(nèi)褲進(jìn)行剖樣或者對模特直接測量，得到腰圍數(shù)據(jù)、全檔長、大腿圍等基本數(shù)據(jù)來進(jìn)行設(shè)計的，這種方法得到的人體數(shù)據(jù)較少，既不利于反映男性的人體結(jié)構(gòu)特征，也會影響內(nèi)褲的舒適性、合體性。利用三維人體掃描技術(shù)可以更加準(zhǔn)確地對男士關(guān)鍵部位尺寸進(jìn)行深入分析，試驗(yàn)表明：男式內(nèi)褲在腰帶處，不能只使用自然腰圍尺寸來制圖，不同高度有著不同的尺寸設(shè)計，可以直接測量或通過回歸方程計算平均值；在褲口處，不同邊緣的設(shè)計，其尺寸有著較大的差異，因此需要按照設(shè)計款式測量或計算；男式內(nèi)褲可實(shí)現(xiàn)男性生殖器與臀部軟組織的提拉效果。通過三維人體掃描得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為男士內(nèi)褲設(shè)計提供了具體的數(shù)據(jù)參考，使男士內(nèi)褲結(jié)構(gòu)設(shè)計能更好地滿足人體工效學(xué)[8]。

3 結(jié)語

三維人體掃描技術(shù)具有直接性、真實(shí)性，能夠很好地反映出人體與服裝之間的關(guān)系，在服裝行業(yè)有很好的應(yīng)用前景。但是，目前的三維人體掃描技術(shù)并不成熟，還有很多問題需要解決。比如大部分三維人體掃描儀基于光學(xué)原理，且只能水平投射光線，所以容易發(fā)生部位缺失，特別是頭部、腋窩、大腿分叉處等；利用白光光柵干涉原理的三維人體掃描儀，無法掃描深色人種的人體情況；三維掃描儀的價位過高無法滿足市場的需求。所以解決三維人體掃描技術(shù)目前所存在的問題是今后的重點(diǎn)。目前，服裝行業(yè)正向智能化、信息化、數(shù)據(jù)化發(fā)展，傳統(tǒng)的測量方式勢必會被取代，三維人體掃描技術(shù)的優(yōu)越性將會進(jìn)一步得到體現(xiàn)。

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