山西地區青年女性臉型分析及口罩結構研究

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青年女性頭面部指標進行了測量，通過數理統計分析，得到人體臉型的影響因子，確定了人體臉型的分類。在此基礎上，最終給出口罩原型結構制圖中的要素分析以及不同臉型對應的結構變化。本文彌補了口罩結構設計研究中存在的不足，同時對其他頭面部產品的結構設計也具有一定的參考價值。

關鍵詞：山西地區 青年女性 臉型分類 口罩結構

一、臉部特征尺寸測量

本文以山西地區年齡為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雜的特征尺寸的提取。

（二）測量項目

根據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構設計密切相關的18項測量指標同進行數據提取，本次選取的樣本容量為50人。

二、數據分析及面部形態分類

通過奇異值檢測得出測量的50名青年女性數據有效，樣本服從正態分布，數據真實、可靠。

（一）因子分析

通過因子負荷系數分析，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。由因子分析可知，寬度和長度決定了人體面部形態，此外鼻子對臉部形態的影響也比較大，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，根據影響頭面部產品設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、口罩結構設計

（一）口罩原型結構設計要素及制圖

在人體頭面部測量數據統計分析的基礎上，繪制與面部形狀相吻合的口罩結構，口罩結構設計的主要參數為面寬、面長、鼻中高、鼻深，下頜角間寬以及耳寬等因素。以中間體的體型數據繪制口罩的原型結構，如圖2所示（HN代表鼻中高）；成品效果如圖3所示。

（二）不同臉型對應口罩結構分析

不同的臉部形態對應的口罩結構也有相應的變化。根據四種不同的臉型，對其結構設計要素要進行適當的調整。經過多次實驗驗證，可得如下經驗數值，如表1、表2所示。

（三）適合性檢驗

本文針對性選取山西地區女青年10名對所設計的口罩進行舒適性檢測。主觀舒適性檢測法結果表明，本次設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、結論

本文對山西地區青年女性進行了頭面部人體測量，經數據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；同時得出鼻子形態也是影響臉部造型的一個重要因素。并進一步得到口罩結構設計的一些重要參數，其中面長、面寬、面寬（中）與面寬（下）的差值等是設計口罩外形尺寸的必要參數，鼻中高、鼻中寬是設計口罩鼻部密封結構的重要參數。為口罩及其他頭面部產品的設計提供數據參考。