數(shù)據(jù)優(yōu)化模式在服裝樣板定制技術(shù)上的應(yīng)用

黃才森，鄧椿山，周 莉,2,*

(1.西南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，重慶 400715；

數(shù)據(jù)優(yōu)化模式在服裝樣板定制技術(shù)上的應(yīng)用

黃才森1，鄧椿山1，周 莉1,2,*

(1.西南大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，重慶 400715；

2.重慶市生物質(zhì)纖維材料與現(xiàn)代紡織工程技術(shù)研究中心，重慶 400715)

從服裝定制角度總結(jié)了服裝樣板個(gè)性化定制技術(shù)的不同研究方法，提出優(yōu)化人體尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，并將最優(yōu)效率的人體尺寸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置形式應(yīng)用于個(gè)性化樣板生成過(guò)程中；在數(shù)據(jù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上提出一種評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，為確定最優(yōu)效率數(shù)據(jù)應(yīng)用提供思路與方向。

個(gè)性化定制；數(shù)據(jù)優(yōu)化；覆蓋率；服裝樣板

目前基于人體測(cè)量尺寸數(shù)據(jù)的服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究被越來(lái)越多的研究者所重視，如何更加科學(xué)、方便、準(zhǔn)確和快捷地將人體數(shù)據(jù)運(yùn)用到服裝工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中來(lái)，對(duì)服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分重要。非接觸式人體測(cè)量技術(shù)在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用，可以方便快速地獲得人體數(shù)據(jù)[1]。近幾年來(lái)，非接觸式三維掃描在服裝學(xué)科的應(yīng)用興起，從手工測(cè)量逐漸向自動(dòng)化、數(shù)字化轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)越發(fā)明顯。基于此，服裝個(gè)性化定制的需求不斷上升，因此沿用服裝推放碼原則進(jìn)行生產(chǎn)的方式越來(lái)越不能滿足用戶個(gè)性化的需求。電子化量身定制(E-MTM)服裝生產(chǎn)將成為服裝業(yè)的重要發(fā)展方向[2]。

1 用戶數(shù)據(jù)的測(cè)量與分類

1.1 用戶數(shù)據(jù)測(cè)量

隨著服裝行業(yè)的迅速發(fā)展，采用傳統(tǒng)的手工人體測(cè)量方法已很難滿足快速、準(zhǔn)確、大批量測(cè)體的需要。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)了人體測(cè)量技術(shù)由手工向自動(dòng)，接觸式向非接觸式的方向發(fā)展。非接觸式三維人體自動(dòng)測(cè)量彌補(bǔ)了常規(guī)的接觸式自動(dòng)測(cè)量的不足，主要特點(diǎn)包括快速、準(zhǔn)確、高效等。

常見(jiàn)的非接觸式三維人體自動(dòng)測(cè)量有：(1)基于激光的掃描技術(shù)，如激光測(cè)量法、三角法等，其代表性產(chǎn)品為英國(guó)的Cyberware系統(tǒng)；(2)基于普通光的掃描技術(shù)，如莫爾條紋測(cè)量法、白光相位法，其代表性產(chǎn)品為美國(guó)TC2公司的PMP系統(tǒng)；(3)基于紅外線的掃描技術(shù)，如基于PSD(Phase Sensitive Damodulator)的光電二極管測(cè)量法，其代表性產(chǎn)品有日本的人體掃描系統(tǒng)、日本的Cousette紅外線人體掃描系統(tǒng)等；(4)基于X射線的掃描技術(shù)，用于測(cè)量人體頭顱部位的數(shù)據(jù)。

1.2 用戶數(shù)據(jù)分類

依據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23698-2009《三維掃描人體測(cè)量方法的一般要求》，結(jié)合項(xiàng)目的研究對(duì)象及操作實(shí)際性，對(duì)用戶數(shù)據(jù)按照高度、圍長(zhǎng)和實(shí)長(zhǎng)進(jìn)行分類，分類結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 用戶數(shù)據(jù)分類

在以往的研究中，用戶數(shù)據(jù)都是按照國(guó)家號(hào)型標(biāo)準(zhǔn)Y、A、B、C來(lái)劃分，沒(méi)有以三維制造為平臺(tái)去考慮用戶數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)之間最優(yōu)關(guān)系的問(wèn)題。三維制造平臺(tái)以更精準(zhǔn)和更高效為目的，所以用戶數(shù)據(jù)不能盲目采集，需要和三維制造平臺(tái)產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)有一種效率最優(yōu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2 CAD樣板的個(gè)性化定制技術(shù)

2.1 基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的自動(dòng)打板方法

服裝紙樣是由一系列的點(diǎn)、線構(gòu)成的，可以看成是一系列幾何元素的疊加。服裝紙樣的圖形描述可分為圖形的拓?fù)潢P(guān)系、圖形的幾何參數(shù)以及這些幾何參數(shù)與圖形結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的聯(lián)系。紙樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以看成是服裝的打板規(guī)則；紙樣圖形的幾何參數(shù)構(gòu)成服裝紙樣的幾何圖形信息，如點(diǎn)的坐標(biāo)；服裝紙樣圖形的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以歸納為尺寸規(guī)格、款式風(fēng)格、圖形對(duì)象屬性和復(fù)合參數(shù)[3-4]。紙樣參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是將紙樣打板過(guò)程(圖形拓?fù)潢P(guān)系)記錄在程序中，用一組參數(shù)約束紙樣的一組結(jié)構(gòu)尺寸序列，參數(shù)與紙樣的控制尺寸存在某種對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)賦予參數(shù)不同的數(shù)值時(shí)，就可驅(qū)動(dòng)原紙樣變成新紙樣。圖1為服裝紙樣參數(shù)化設(shè)計(jì)原理圖。

圖1 服裝紙樣參數(shù)化設(shè)計(jì)原理

采用參數(shù)化設(shè)計(jì)法開(kāi)發(fā)的服裝紙樣CAD軟件，可讓紙樣設(shè)計(jì)師從大量繁瑣的繪圖工作中解脫出來(lái)，大大提高設(shè)計(jì)和修改的速度，無(wú)論重復(fù)多少次，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間僅為或接近一次設(shè)計(jì)所用的時(shí)間。但由于服裝紙樣圖形的規(guī)律性較差，經(jīng)驗(yàn)性較多，因此實(shí)現(xiàn)難度也較大。在實(shí)際生產(chǎn)中，這種方式常用于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)已經(jīng)定型的服裝產(chǎn)品，如西服、襯衫等。

2.2 基于人工智能的服裝樣板設(shè)計(jì)

從數(shù)學(xué)上說(shuō)，一個(gè)服裝紙樣是點(diǎn)、曲線和規(guī)格的集合。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)中，服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題可以定義為具有1個(gè)或2個(gè)相關(guān)的ANN[5]，該網(wǎng)絡(luò)輸入人體測(cè)量的值并產(chǎn)生該點(diǎn)的坐標(biāo)，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行紙樣設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)一般分為4個(gè)階段、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化階段，訓(xùn)練階段和驗(yàn)證階段。

由于服裝結(jié)構(gòu)中存在的許多問(wèn)題都不能準(zhǔn)確地描述，所以需要通過(guò)模糊邏輯來(lái)處理這些含糊的概念。在模糊邏輯中，一個(gè)事物的隸屬關(guān)系可以分類為從“0”到“1”，“0”表示沒(méi)有關(guān)聯(lián)，“1”表示關(guān)聯(lián)性明確，它們之間的值為隸屬關(guān)系的度。基于這樣的系統(tǒng)，語(yǔ)言變量可以用數(shù)字表示，如“合體性”可以描述為貼體(1)、較貼體(0.75)、適體(0.5)、較寬松(0.25)、寬松(0)。

圖2 3層結(jié)構(gòu)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

用人工智能技術(shù)建立專家打板系統(tǒng)，可以降低對(duì)打板師的經(jīng)驗(yàn)要求，但不同款式的服裝需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，以建立相對(duì)應(yīng)的知識(shí)庫(kù)，工作量較大。

2.3 基于最優(yōu)效率數(shù)據(jù)的服裝樣板設(shè)計(jì)

前述方法雖然能夠基本實(shí)現(xiàn)定制服裝樣板的個(gè)性化修改，但是輸入數(shù)據(jù)冗雜，過(guò)程繁瑣，并且存在相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)據(jù)需要憑借打板師多年的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。基于此，若能夠探尋用戶測(cè)量數(shù)據(jù)與所繪制的個(gè)性化樣板之間的關(guān)系，計(jì)算二者之間的最優(yōu)效率，則能夠避免復(fù)雜的數(shù)據(jù)投入，提高個(gè)性化服裝樣板設(shè)計(jì)效率。

在選擇版型上，應(yīng)當(dāng)充分考慮人體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在繪制過(guò)程采用足夠多的人體標(biāo)準(zhǔn)尺寸，既可以在服裝定制中使用，也可以廣泛運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)。

在研究方法上，可以統(tǒng)計(jì)版型繪制過(guò)程中所涉及使用到的人體數(shù)據(jù)并計(jì)算覆蓋率，通過(guò)用戶數(shù)據(jù)覆蓋率與版型對(duì)比得分之間的最優(yōu)尺度回歸分析和ROC曲線擬合，在覆蓋率相對(duì)較少的情況下獲取盡可能高的得分，過(guò)程如圖3所示。找出用戶數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)置的最優(yōu)效率，從而更精準(zhǔn)更高效地采集人體數(shù)據(jù)。

圖3 最優(yōu)數(shù)據(jù)效率研究流程

3 數(shù)據(jù)最優(yōu)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

基于最優(yōu)效率數(shù)據(jù)的服裝樣板設(shè)計(jì)最終獲得的最優(yōu)效率，所對(duì)應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)及版型對(duì)應(yīng)得分是基于版型繪制步驟得到的，整個(gè)最優(yōu)過(guò)程的評(píng)定核心在于覆蓋率的選定，得分計(jì)算類似于2.2中通過(guò)模糊邏輯用數(shù)字表示含糊的關(guān)系變量。由于不同覆蓋率下版型自由度也不盡相同，因此可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)比對(duì)，計(jì)算并判斷覆蓋率與版型得分之間的關(guān)系，從而判定最優(yōu)效率，并確定出與之對(duì)應(yīng)的人體尺寸數(shù)據(jù)。

通過(guò)計(jì)算，判斷出服裝版型繪制過(guò)程中用戶數(shù)據(jù)輸入和工藝數(shù)據(jù)輸出之間能夠達(dá)到的最優(yōu)效率，從而避免大量繁瑣的數(shù)據(jù)輸入工作，更便捷地進(jìn)行個(gè)性化版型定制工作。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著三維掃描技術(shù)和三維服裝仿真技術(shù)的發(fā)展，許多研究人員選擇構(gòu)建一套從三維人體測(cè)量系統(tǒng)獲得人體尺寸信息到服裝樣板的映射關(guān)系，自動(dòng)生成初始服裝樣板，然后建立基于三維服裝仿真技術(shù)的服裝樣板合體性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過(guò)顧客三維人體模型的虛擬試穿，來(lái)評(píng)價(jià)所建立的初始服裝樣板，同時(shí)通過(guò)一定的修改機(jī)制對(duì)原樣板進(jìn)行調(diào)整，最終生成個(gè)性化的合體服裝。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化從人體尺寸信息到初始服裝樣板過(guò)程的數(shù)據(jù)采集，能夠大幅度提高工業(yè)生產(chǎn)效率。

[1] 李惠敏. 面向電子化量身定制服裝三維人體測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 上海：東華大學(xué)，2005.

[2] 李曉久，王玉秀，劉 皓. 非接觸式人體測(cè)量系統(tǒng)中人體體型分類與自動(dòng)判別[J]. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 26(5):34-35.

[3] 楊 岳，羅意平. CAD/CAM原理與實(shí)踐[M]. 北京：中國(guó)鐵道出版社, 2002.

[4] 周 綺. 可持續(xù)性服裝CAD平臺(tái)開(kāi)發(fā)與研究：男西服系列[D]. 天津：天津工業(yè)大學(xué), 2004.

[5] 胡覺(jué)亮，董建明，何 瑛，等. 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 紡織學(xué)報(bào), 2006, 27(2): 49-52.

Application of Data Optimization Model on Garment Pattern Customization Technology

HUANG Cai-sen1, DENG Chun-shan1, ZHOU Li1, 2,*

(1.College of Textile and Garment, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2.Chongqing Engineering Research Center of Biomaterial Fiber and Modern Textile, Chongqing 400715, China)

From the perspective of garment customization, the different research methods of personalized customization technology of garment pattern were summarized. The application mode of the optimizing human dimension data was proposed, and the transposed form of human dimension data with optimal efficiency was applied to personalized clothing model generation process, evaluation criteria was proposed based on data optimization to provide ideas and direction for the application of the optimal efficiency data.

personalized customization; data optimization; coverage; garment pattern

2017-03-26；

2017-03-30

中央高校基本業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(XDJK2016C100、XDJK2014A011)

黃才森(1996-)，男，本科在讀，主要研究方向?yàn)閿?shù)字化服裝設(shè)計(jì)。

*通信作者：周 莉(1976-)，女，副教授，主要研究方向?yàn)閿?shù)字化服裝設(shè)計(jì)，E-mail：mydtcazz@126.com。

TS941.2

A

1673-0356(2017)06-0040-03