基于MTM的東華原型補正

韓銘銘 王朝暉

（東華大學服裝·藝術設計學院，上海 200051）

基于MTM的東華原型補正

韓銘銘 王朝暉

（東華大學服裝·藝術設計學院，上海 200051）

提出了一種針對服裝量體定制 MTM（Made to Measure）的原型補正方法。應用逆向工程技術，在非接觸式人體掃描所得點云數據的基礎上生成三維人體模型，根據東華原型的構成原理，在人體模型上定義出人體的相關測量項目及測量方法。通過比較個體的尺寸和東華原型中由公式計算所得尺寸的差異，對東華原型進行補正。樣衣補正實驗驗證了該補正方法的科學性和可行性，為原型在應用于個體時提供了一種定量補正的方法。

逆向技術；三維人體測量；體型分析；原型補正

隨著人們對服裝個性化、適體度要求的提高，符合個體體型特征和個性化需求的服裝越來越受到人們的青睞，服裝MTM（Made toMeasure）生產模式得到發展[1]，根據個體信息進行服裝樣板的制作是實現MTM生產的關鍵技術之一。原型是服裝平面構成中的基礎紙樣，原型制圖利用簡化、實用的公式計算細部部位尺寸，但只完全吻合基于某一群體體型而歸納生成的“標準體”，直接利用群體原型進行個體服裝的制作會造成服裝的不合體和造型偏差，故首先需要對群體原型進行補正[2]。

傳統的原型補正方法為基于觀察的立體補正法。即首先根據一定的原型理論繪制出原型紙樣，經坯布裁剪、假縫和個體的實際試穿，對樣衣的穿著效果進行觀察判斷并對其進行立體補正，將補正的結果反映到紙樣上，用補正過的樣板再次假縫試穿，確認補正是否正確[3]。這種補正方法能直觀地觀察到原型在人體上的著裝效果，但整個補正過程耗時費力，成本較高，最終補正效果受到操作者經驗水平的影響。

本文將非接觸式三維人體掃描與逆向工程技術相結合，反求得到三維的人體模型。結合東華原型紙樣的構成特點，根據平面紙樣和立體的人體之間的對應關系，確定三維人體測量項目，可以把握個體的尺寸數據和標準紙樣尺寸的差異，并進行原型紙樣的補正。獲得的個性化服裝原型可為服裝MTM生產提供基礎紙樣。

1 三維人體測量

1.1 測量項目

東華原型是1998年東華大學服裝學院在對華東地區20～29歲青年女性體型測量分析及原型理論研究和實踐的基礎上建立的女體原型[4]。從立體構成形態來看，東華原型屬于箱形原型，前衣身 BL線以上的浮余量被處理為袖窿省，后衣身浮余量被處理為后肩省，其結構圖如圖1所示。在東華原型中，對于胸圍和背長相同的人，原型紙樣完全相同，無法體現個體的細部體型特征。

首先利用 TC2非接觸式三維人體掃描儀對實驗對象進行掃描，得到.wrl格式的點云數據。將點云數據導入逆向工程軟件 Rapidform中，經去噪、精簡、三角化封裝、補洞、光滑等處理得到三維人體模型[5]，其坐標系設定為，人體由后至前為X軸正向，由右至左為Y軸正向，由下至上為Z軸正向。在人體模型上標記出8個計測點，見表1；確定22項人體測量項目，從而與東華原型結構圖中相應部位的尺寸大小進行比較，見表2。其中M指人體測量項目，B指原型紙樣上的測量項目。

表1 計測點的定義

表2 人體測量尺寸與原型制圖尺寸的比較

其中i類的測量項目是通過在人體模型上測量空間曲線的長度得到，ii類的測量項目是通過測量平面曲線的長度得到，iii類的測量項目是通過測量空間兩直線的夾角得到，iv類的測量項目是通過測量空間曲面的面積，并結合一定的幾何學模型計算得到。

1.2 測量方法

1.2.1 空間曲線的長度測量

即直接在三維人體模型上通過生成切片曲線或插值曲線[7]，所測量得到

的長度或相應長度之間的差值。

以后直開領和后橫開領的測量為例，分別過BNP、SNP做矢狀垂直平面，

過PSP做水平平面，和三維人體模型求交得到切片曲線VBNP、VSNP、HPSP。記

VBNP和HPSP的交點為PSP'，VSNP和HPSP的交點為PSP''，如圖2所示，則后橫

開領MBND為：

其中MV-SNP為曲線VSNP位于SNP和PSP''之間的長度，MV-BNP為曲線VBNP位于BNP與PSP'之間的長度。

在VSNP上截取點SNP'，使VSNP上位于SNP與SNP'之間的曲線長為MBND，在BNP和SNP'之間沿人體頸部生成差值曲線IBNP-SNP'，其長度即為后橫開領/2MBNW；過BNP和SNP沿人體頸部生成插值曲線IBNP-SNP，其長度即為后頸根圍/2 MBNG。

圖2 領部尺寸的測量示意圖

1.2.2 平面曲線的長度測量

首先過人體計測點，分別做水平平面和矢狀垂直平面，和三維人體模型求交，得到切片曲線，即人體特征截面曲線；再將相同方向的人體特征截面曲線重合于同一個平面內，在Autocad中用SPLINE命令創建NURBS曲線。

以背長的測量為例，在VBNP上取部分控制點的集合PBNP=﹛（X,Y,Z）︱X＜XSNP,Y,ZWL≤Z≤ZBNP﹜,在VPSP上取部分控制點的集合PPSP=﹛（X,Y,Z）︱X＜XSNP,Y,ZWL≤Z≤ZBNP﹜。首先在PBNP∪PPSP的基礎上，篩選出集合P背長'=﹛（X,Y,Z）︱X=min(XBNP,XPSP)﹜,再在 Autocad中用 SPLINE命令創建NURBS曲線，其中控制點為P背長=﹛（X, Y,Z）︱X=X背長',Y=0,Z=Z背長'﹜，所得曲線的長度即為背長MBaL，如圖3所示。

圖3 背長的測量示意圖

1.2.3 空間直線的夾角測量

該法主要涉及到后肩斜角和前肩斜角的角度測量。

以后肩斜角的測量為例，過SP做水平平面和三維人體模型相交得到切片曲線HSP，HSP和VSNP在人體背部相交的點記為SP'。依次連接SP'、SNP、SP，則后肩斜角MBSA為：

其中，a表示以SNP為起點，SP'為終點的有向線段，b表示以SNP為起點，SP為終點的有向線段，如圖4所示。

1.2.4 空間曲面的面積測量及幾何模型模擬

該法主要是為了補正原型的袖窿省和后背省，首先測量出對應的曲面面積，再通過一定的模型模擬間接計算得到。

以胸曲面為例，對于人體胸部曲面與平面紙樣的關系，通常用圓錐面來模擬胸曲面，利用弧長差值法計算胸省角度[8]-[9]，如圖5所示。根據東華原型的構成特點，對于原型前片的袖窿省，近似看作因在人體胸圍線以上、靠近腋窩側面的部分胸曲面而產生的浮余量。在本文中，這部分胸曲面被模擬為1/4圓錐體，如圖6所示。

在圖6中，記胸半徑為 r，胸高為 h，則1/4圓錐體的母線長R為：

圖4 后肩斜角的測量示意圖

圖5 胸曲面被近似模擬為圓錐體的示意圖

圖6 東華原型的袖窿省模擬示意圖

按照1/4圓錐體的模擬假設，需要在側面胸曲面上繪制出空間曲線L0，使L0上任意點沿人體胸部曲面到BP點的體表長度均為R，但由于人體胸曲面形狀的不規則性，曲線L0無法自動提取。考慮到測量的可行性，以BP為原點，R為半徑做圓球OBP，圓球與人體模型相交得到圓弧L1，以L1來近似模擬L0。設L1與人體腋窩組成的曲面C1的曲面面積為S1，則前袖窿省角MFABA為：

其中S1由Rapidform中的Information-Shell功能進行測量。

2 東華原型的補正實驗

選取一名志愿者作為實驗對象，根據本文所確定的三維人體測量方法對其進行測量，將人體測量數據和東華原型公式計算的細部尺寸比較，對原型紙樣進行補正，使其反映個體的體型特征，最終的補正相關尺寸對比如表3所示。

表3 實驗人員的尺寸數據和紙樣數據對比 單位：cm

2.1 東華原型在衣身寬度和深度分配上的補正

主要包括胸寬、背寬、袖窿深及領寬、領深的補正，補正的依據為 ～ 。

首先確定BNP不動，根據人體MBBL和紙樣BBBL的差值確定BL的位置；根據人體MSBL和紙樣BSBL的差值確定SNP的水平位置。根據人體數據和紙樣數據的差異，設計出3種補正方案，如表4所示。

表4 東華原型在衣身寬度和深度分配上的補正尺寸比較 單位：cm

補正方案選擇的依據為：對于胸寬和背寬的分配，最符合背寬的松量略大于胸寬的松量；對于領部尺寸的補正，在保證紙樣的領寬和領深尺寸不小于人體尺寸的基礎上，修順領圍線，使紙樣的領圍尺寸滿足人體的基本松量需要，通過比較選擇方案2。

2.2 東華原型在肩部部位的補正

主要指肩長和肩斜角的補正，補正的依據為 ～ 。

首先補正肩長，使BSL=MSL，再分別補正前后肩斜，使BFSA≦MFSA，BBSA≦MBSA，設計3種補正方案，如表5所示。后肩寬、前肩寬分別隨后肩斜、前肩斜的增大而減小，考慮到需滿足BFSW≧MFSW，BBSW≧MBSW，選擇方案1。

表5 東華原型在肩部部位的補正尺寸比較 單位：cm

2.3 東華原型在省道部位的補正

主要指袖窿省和后肩省的補正，補正的依據為 ～ 。

首先補正乳間距和肩胛骨凸間距，使MBTB=MBTB+（1～2），BPTP=MPTP+（0～1），再補正袖窿省和后肩省，使BBSDA=MBSDA，BFADA=FFADA。最終補正的紙樣見圖7。

2.4 東華原型補正效果的驗證

分別按照直接用東華原型制圖公式和用本文的補正方法所得紙樣進行樣衣制作，樣衣穿著效果如圖8和9所示。補正后的原型在袖窿處和后背處更平服，尤其對于肩部，未經補正的原型明顯緊繃，且有一定的壓迫感，而經補正的原型在肩部則有一定的松量，在后袖窿處也和人體之間有一定的空隙量。

3 結論

根據東華原型的制圖原理，通過在三維人體模型上測量空間曲線、平面曲線的長度對原型相應寬度、高度和長度上的尺寸進行補正，通過測量空間直線的夾角對原型肩斜角進行補正，通過測量空間曲面的面積及一定的幾何模型模擬對原型的袖窿省和后背省進行補正。經補正實驗檢驗，補正后的原型更符合個體體型特征。

圖7 東華原型的補正紙樣

圖8 未經補正的東華原型樣衣效果

圖9 經補正后的東華原型樣衣效果

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On Donghua Prototype Correction Based on MTM

HAN Ming-ming WANG Zhao-hui
（Fashion and Art Design Institute,Donghua University,Shanghai,200051,China）

This paper puts forward a way of prototype correction based on MTM (Made to Measure).By applying reverse engineering technology and based on the point cloud data obtained from non-contact body scanning,a3Dhuman body modelhas been generated.According totheprincipleof Donghuaprototype,the relevant measurement project and methods of the human body have been defined on the body model.By comparing the size differences gained by formula calculation between the individual and Donghua prototype,correctionhasbeenmadeonDonghuaprototype.Thesamplegarmentcorrection experimentsverifythecorrection methods to be scientific and feasible,which provides a quantitative correction method when the prototype is applied in human bodies.

reverse technology;3D human body measurement;body shape analysis;prototype correction

TS 941.2

A

1674-2346(2015)01-0031-06

(責任編輯 田 犇)

2014－10－10

韓銘銘，女，碩士研究生。研究方向：服裝工藝與設計王朝暉，女，副教授，博士。研究方向：服裝工藝與設計