基于層次分析法的新疆尼雅出土服飾虛擬復原效果評價

張 輝，信曉瑜，馬嘉琪，周 曼，李亞男

(1.新疆大學 紡織與服裝學院，新疆 烏魯木齊 830046； 2.伊犁師范大學 霍爾果斯商學院,新疆 伊寧 835000)

尼雅遺址位于新疆民豐縣境內，曾是漢代絲綢之路上的交通要沖，從中出土的服裝保存完好、紋樣多變、色彩鮮艷，顯示了漢晉西域服裝豐富的文化內涵，折射出古代精絕國服飾風貌[1]。目前對這些出土服裝的研究多以服裝形制、結構、紋樣色彩等為主[2-3]，出土服裝十分珍貴且易受損傷，不利于文博單位展覽陳列。隨著計算機科技的進步，服裝數字化技術為出土文物保護提供了新的技術支持[4-5]，利用三維服裝設計軟件，可快速完成出土服裝虛擬復原工作，與傳統實物復原相比，出土服裝虛擬復原展示具有直觀靈活、便于修改、成本較低等優勢，且虛擬復原服裝可在數字化平臺進行展示和推廣，有利于出土服裝文物的保護研究和文化傳承。

虛擬復原效果的評價目前并沒有統一的標準，一般采用定性、主觀的方法完成，具有模糊和不確定性，結論的科學性難于保證。同時評價出土服裝虛擬復原效果的影響因素也是多方面的，僅從某一方面對其進行評價并不合理，應多方面考慮影響復原效果的不同因素進行綜合評價?；诖耍疚氖褂媚：龜祵W的方法，結合層次分析法完成對尼雅出土服裝虛擬復原效果的綜合評價。

1 服裝復原

1.1 形制分析

“黃藍方格紋”錦袍是尼雅遺址中保存較好的一件袍服，有表里2層，外層使用方格紋織錦，里層使用絹，交領左衽、袖子緊窄、下擺寬大，側縫處開衩，衣身通長122 cm、通袖長225 cm[6]，如圖1所示?？楀\采用二色錦織法織成，將2組經線與1組緯線相互交織形成二重經錦，甲、乙經分區域分別使用藍/綠，黃/絳2種顏色，間隔1 cm交替顯花，錦面紋樣呈現黃、藍、綠、絳4種不同顏色的正方形方格，顏色較為豐富[7]。

圖1 “黃藍方格紋”錦袍Fig.1 Brocade robe with yellow and blue checkered motifs

圖1示出，“黃藍方格紋”錦袍形制為交領左衽、袖子收口較窄、下擺側縫處開衩?！白篑拧笔莾蓾h時期游牧民族的典型服飾特點[8]，窄小的袖子既方便騎行，又提供更好的保暖性，寬大的下擺和側縫處開衩的設計同時增加了下肢的活動量，利于行動。該錦袍采用中國傳統的十字型平面結構，體現出古代西域居民在面料幅寬受到限制的情況下，調整服裝形制以適應游牧生活方式的嘗試[9]。該錦袍幅寬42 cm，內幅41 cm，從圖1錦袍圖片可知，袖口左側和肩部右側、衣襟與衣身、下擺與衣身及側縫與衣身都存在明顯的縫合痕跡，應是由衣片拼合而成，側縫處的裁片本為長方形，縫合時將其上端一角去除形成梯形，造型獨特。漢晉時期，剪刀的出現使得西域先民對服裝裁剪設計更加多樣化[10]，袖根、腋下及腰圍處出現了弧形造型，該錦袍腋下便采用這種弧形設計進行裁剪。

1.2 數字化復原

根據上述錦袍形制的分析，使用富怡CAD繪制結構圖，按照結構圖尺寸提取裁剪樣板，得到衣身、袖部、衣襟、下擺插片樣板，如圖2所示，保存樣板文件為dxf格式。發掘報告記載男尸身高174 cm，采用CLO 3D軟件進行參數化人體建模，其各部位尺寸分別為身高174 cm,頸圍40 cm,胸圍96 cm,腰圍84 cm, 臀圍95 cm。調整人模姿勢，方便后續的服裝試穿，建立的人模如圖3 (a)所示。

圖2 “黃藍方格紋”錦袍結構及衣片Fig.2 Structure and pattern of brocade robe with yellow and blue checkered motifs. (a) Structure; (b) Pattern

導入繪制好的樣板，合理安排各樣板位置，如圖3(b)所示，按照實際縫合過程縫合衣片，縫制過程中注意縫線方向不能交叉，縫合后效果如圖3(c)所示。

圖3 衣片繪制與縫合Fig.3 Pattern drawing and stitching. (a) Model building; (b)Pattern arrangement; (c)Virtual suture

該錦袍上一共有黃、藍、綠、絳4種顏色，因取色位置不同，同一色彩會有少許差異，為使復原色彩更為準確，借助CorelDRAW軟件提取錦袍圖片中4處不同位置同一顏色的色塊作為標本色，如圖4(a)所示，利用交互式調和工具得到4處標本色調和后的色彩，如圖4(b)所示，考慮到該錦袍年代久遠，服裝顏色會氧化、褪色，調整混合后的色塊，最終得到的色彩如圖5所示。

圖4 色彩復原Fig.4 Color restoration. (a)Color block extraction position; (b)Color block mixing process

圖5 錦袍色彩Fig.5 Color of robe

使用Photoshop軟件對錦袍紋樣進行復原，首先繪制邊長1 cm的網格，并在相應位置填充顏色，通過濾鏡添加紋理效果，保存制作好的紋樣圖片。選擇CLO 3D面料庫中的絲綢面料，將紋理替換為制作好的紋樣圖片，反復調節面料物理屬性使復原效果更加真實。選中二維界面中的版片，將其克隆為內層版片，克隆的版片安排于內部，修改面料為絲綢材質，調整顏色為黃色，完成錦袍里絹的制作，模擬后外層與內層版片會自動縫合，調整模特姿勢和服裝模擬效果，如圖6所示。

圖6 復原效果Fig.6 Restoration effect. (a) Front; (b) Side; (c)Back

2 復原效果層次綜合評價模型建立

2.1 多層次模糊綜合評價理論

多層次模糊綜合評價[11]即將影響評價目標的因素按照屬性分成若干層，將問題層次化，首先評判尾層內部各個指標，再逐層向上進行高一層次的評判，最終得到評價結果，其具體步驟如下。

2.1.1 確定因素集與評語集

因素集是影響評價對象的不同因素的集合，U=[u1,u2,…,um]，滿足條件ui∩uj=[12]，將U中各因素按屬性分成若干子集ui=[ui1,ui2, …,uis]，i=1，2，…，m。

評價集是評價者對各因素可做出的評價結果的集合，V=[v1,v2,…,vn]。

2.1.2 確定各因素權重

按照層次分析法步驟，確定各層因素權重，首先構建評價對象指標體系，建立層次結構模型，根據標度準則得到同級因素兩兩比較重要性判斷矩陣，由判斷矩陣計算其最大特征值λmax并作一致性檢驗，若通過一致性檢驗，則可得到各因素權重[13]，其中一級指標權重A=[A1,A2,…,An]，二級指標權重ai=[ai1，ai2，…，ais]。

2.1.3 確定模糊評價矩陣

根據評價集n個評價尺度對ui中的指標進行評價，得到各指標對評價集中元素的隸屬度，將評價結果用集合表示，得到評價矩陣Ri[14]。

2.1.4 模糊綜合評價

首先計算各子集綜合評價向量Bi，Bi=ai·Ri，得到一級評價矩陣B=(B1,B2, …,BI)T，再計算總目標評價向量Z，Z=A·B。根據最大隸屬度原則，得到出土服裝數字化復原效果評價。

2.2 出土服裝虛擬復原效果評價體系

2.2.1 評價體系構建

出土服裝虛擬復原是基于實物、圖片和文獻對原物原貌的再現，因此進行出土服裝虛擬復原時，需還原服裝的結構、款式、色彩、紋樣等信息，綜合這些因素確定出土服裝復原效果評價體系，如表1所示。評價指標體系包括總目標因素層和子目標因素層，總目標U為出土服裝復原效果，總目標因素層為整體形制u1、服裝結構u2、服裝面料u3、服裝工藝u4，子目標層為服裝廓形u11、服裝款式u12、衣身結構u21、衣袖結構u22、領部結構u23、腋下結構u24、下擺結構u25、面料性能u31、面料色彩u32、紋樣圖案u33、布料拼接u41、系帶方式u42、里料處理u43。

表1 尼雅出土服裝虛擬復原效果評價體系Tab.1 Evaluation system of virtual restoration effect of garments unearthed in Niya

2.2.2 出土服裝虛擬復原效果評價集

評價集是評價人員對各層指標評價的集合，對不同指標的評價往往不同[15]。根據出土服裝復原效果，設定評價集V=[V1,V2,V3,V4,V5]，其中V1=非常好，V2=好，V3=一般，V4=差，V5=非常差，即出土服裝復原效果指標的評價集為V=[非常好，好，一般，差，非常差]。

2.2.3 確定各指標權重系數

不同指標對出土服裝虛擬復原效果評價的影響程度不同，因此確定各指標的權重十分重要。本文采用層次分析法(AHP)求各項指標權重。

2.2.3.1構建判斷矩陣

應用9分位標度法，邀請10位行業專家組成專家組，采取線上問卷形式對尼雅出土服裝虛擬復原效果各層次指標兩兩進行重要度比較，其中1，3，5，7，9表示指標兩兩比較結果為同等重要、稍微重要、明顯重要、強烈重要和極端重要，2、4、6、8介于相鄰標度之間，具體含義如表2所示。

表2 判斷矩陣標度Tab.2 Judgment matrix scaling

整理每位專家的評分結果，可以得到判斷矩陣G，G1是目標層下各因素(u1,u2,u3,u4)兩兩比較判斷矩陣，G21是u1的各下屬因素(u11,u12)的兩兩比較判斷矩陣，G22是u2的各下屬因素(u21,u22,u23,u24,u25)的兩兩比較判斷矩陣，G23是u3各下屬因素(u31,u32,u33)的兩兩比較判斷矩陣，G24是u4各下屬因素(u41,u42,u43)的兩兩比較判斷矩陣。如第1位專家對目標層下各因素賦分結果，服裝結構與整體形制的比較結果介于同等重要和稍微重要之間、整體形制與服裝面料的比較結果為同等重要、整體形制與服裝工藝的比較結果介于同等重要和稍微重要之間、服裝結構與服裝面料的比較結果介于同等重要和稍微重要之間、服裝結構和服裝工藝的比較結果為明顯重要、服裝面料與服裝工藝的比較結果為同等重要，根據賦分結果得到的判斷矩陣如下：

2.2.3.2計算各指標權重系數

采用特征向量法計算權重，以矩陣G為例，其最大特征根λmax=4.086 8，相應的特征向量w=(0.218 4,0.467 7,0.187 5,0.126 4)，根據下式進行計算：

式中：CI表示一致性指標，n表示矩陣階數。

計算得CI=0.028 93，已知RI=0.90，則一致性比例CR=CI/RI=0.032 5<0.1，通過一致性檢驗[16]，因此一級指標權重系數A=(0.218 4,0.467 7,0.187 5,0.126 4)。用同樣的方法可得到二級指標權重系數，將各專家評分結果進行綜合，得到各指標權重系數，如表3所示。

表3 出土服裝復原效果指標權重系數Tab.3 Weight of restoration effect index of unearthed clothing

由表中數據可得，A=(0.285 1，0.334 7，0.164 4，0.215 9 )，a1=(0.486 7，0.513 3)，a2=(0.311 1，0.213 7，0.225 1，0.121 6，0.128 5)，a3=(0.524 6，0.206 0，0.269 5)，a4=(0.500 9，0.207 2，0.291 9)。

3 應 用

3.1 建立單因素模糊評價矩陣

為了使出土服裝數字化復原效果評價結果具有較高的客觀性，采用問卷調查法對二級指標中各元素進行評價，對收集到的問卷結果進行整理和統計，得到的結果如表4所示。

表4 “黃藍方格紋”錦袍虛擬復原效果評價統計Tab.4 Evaluation and statistics of virtual restoration effect of brocade robe with yellow and blue checkered pattern

根據統計結果，得到二級單因素模糊綜合評價矩陣：

3.2 模糊綜合評價

Ri中每一行表示評價出土服裝數字化復原效果時，從不同的因素考察各等級模糊子集的隸屬程度，根據多級模糊綜合評價理論，用相應的模糊權向量對Ri進行綜合，即可獲得模糊綜合評價結果B[11]。

根據公式Bi=ai·Ri，可求得二級指標模糊綜合評價結果：

同理可得：B2=a2·R2=(0.379 80.502 4 0.100 8 0.014 4 0.002 6)，B3=a3·R3=(0.352 1 0.530 8 0.097 1 0.005 4 0.014 6)，B4=a4·R4=(0.394 8 0.464 7 0.124 2 0.010 1 0.006 2)。

由B1、B2、B3、B4計算結果可知“黃藍方格紋”錦袍整體形制的虛擬復原效果為好，其隸屬度是47.37%，服裝結構的虛擬復原效果為好，其隸屬度是50.24%，服裝面料的虛擬復原效果為好，其隸屬度是53.08%，服裝工藝的虛擬復原效果為好，其隸屬度是46.47%。

再根據一級指標的權重向量A=(0.285 1，0.334 7，0.164 4，0.215 9)，計算該錦袍虛擬復原效果評價結果：

根據尼雅出土服裝虛擬復原效果評價體系，復原效果指標分為非常好、好、一般、差、非常差5個評價等級，由模糊綜合評價計算結果Z得，隸屬于“非常好”等級的隸屬度是37.64%，隸屬于“好”等級的隸屬度是49.08%，隸屬于“一般”等級的隸屬度是11.47%，隸屬于“差”等級的隸屬度是1.08%，隸屬于“非常差”等級的隸屬度是0.73%，隸屬于“好”等級的隸屬度最高，如圖7所示，按照最大隸屬度原則，“黃藍方格紋”錦袍虛擬復原效果為好。

圖7 綜合評價結果Fig.7 Comprehensive evaluation result

4 結束語

本文利用數字化技術實現了尼雅出土“黃藍方格紋”錦袍的虛擬復原，結合層次分析法和模糊綜合評價，全面考慮影響評價結果的各種因素，建立尼雅出土服裝虛擬復原效果綜合評價體系，成功運用到尼雅出土“黃藍方格紋”錦袍虛擬復原效果評價中，結果表明，該錦袍虛擬復原效果隸屬于等級“好”的隸屬度最高。相比于單純的主觀評價，層次分析法模糊綜合評價將定性與定量分析結合起來，減少主觀判斷的模糊性，具有較強的科學性，評價結果可信度較高，可為未來古代服飾服裝虛擬復原效果的評價提供借鑒。