基于胸圍位置變化下的內衣結構設計原理分析

陳姍姍，洪文進，吳　艷

(1.西南民族大學，四川 成都 610200；2.浙江橫店影視職業學院，浙江 金華 322100;3.江南大學，江蘇 無錫 214122)

基于胸圍位置變化下的內衣結構設計原理分析

陳姍姍1，洪文進2，3，吳艷3

(1.西南民族大學，四川 成都 610200；2.浙江橫店影視職業學院，浙江 金華 322100;3.江南大學，江蘇 無錫 214122)

文章對80名20～25歲女性胸圍測量，通過模糊C均值聚類方法進行聚類分析，得到以BP點在上體中的縱向及橫向相對位置。采用OptiTex三維服裝CAD技術的3D模塊進行立裁實驗，獲得BP點位置變化下的樣板后將樣板進行疊加分析，并總結了變化規律。

三維人體測量；BP點；服裝CAD ；緊身衣樣板

為改善女上裝的合體性，建立女裝上衣紙樣的數學模型，提高數字化服裝的合體性等目的。近年來，許多服裝院校和相關研究機構針對特殊體型對服裝結構樣板的影響做了大量的研究，陸鑫等[1]以165/84A標準人體模型作為研究對象，通過立體裁剪得到胸高分別抬高1 cm,2 cm,3 cm下的緊身衣樣板，并對獲得的三種緊身衣樣板進行疊加，由此總結平面結構的變化規律。彭磊、謝紅等[2]提取女性特殊體型指標后以凸胸、凸肚和高肩胛骨三種情況進行人臺補正獲得女裝原型樣板，以期完善特殊體型女裝原型的樣板庫。但對于乳房在上體位置差異所帶來衣身結構的變化鮮有研究，本文以此為切入點，著重探討了乳房在縱向及橫向位置的變化特點，及相應位置緊身衣結構樣板的差異，歸納緊身衣的結構變化規律，以期為服裝生產提供一些微薄的補充指導作用。

1　人體測量

此次測量實驗在三維人體測量室進行，采用的測量儀器是德國VITUS SMART XXL 非接觸人體掃描儀。測量實驗室的溫度為27℃±3℃，濕度為60%±10%[3]。

測量實驗室封閉無照明，被測者要求自然站立，全身放松，避免聳肩，背彎等；雙腳按規定放在儀器測試臺上的標記處，雙臂自然下垂至相對身體兩側向上微抬約8～10 cm。測量時，被測者目視前方，保持自然呼吸，盡量保持身體靜止不動。為了減少誤差，盡可能對每個被測者進行三次(多次)測量，用以取其平均值，減少誤差。

根據研究目的，選取了包括身高、胸圍、頸窩點到左BP點、頸窩點到右BP點、前腰節高(前腰節距離地面的垂直高度)、BP點高(BP點距離地面的垂直高度)、肩峰點高(肩峰點距離地面的垂直高度)、乳間距共8個項目[4]。

2　數據分析

2.1基本統計量分析

樣本數的確定要根據實際情況而定，既要避免樣本數太小造成誤差太大，也要避免樣本數太大導致人力物力的浪費，通過公式計算最終確定此次實驗測量的人數為180個。數據預處理的目的是(通過數據預處理)剔除可能影響分析結果的異常數據和無效數據。經過數據預處理后最終確定有效數據樣本為178個[5]。根據實驗目的，對測量項目進行簡單計算產生新的量：

(1)肩峰點與BP點高度差a=肩峰點高-BP點高

(2)BP點與前腰節高度差b=BP點高-前腰節高

(3)頸窩點到左BP點與頸窩點到右BP點之和c=頸窩點到左BP點+頸窩點到右BP點。

BP點的位置變化主要為縱向的高低變化和橫向的左右變化，令j=肩峰點與BP點高度差/BP點與前腰節高度差(j=a/b)，j反映了BP點在上體的肩峰和腰節線之間的相對位置即在上體的縱向相對位置[6]。令k=2×乳間距/(頸窩點到左BP點 +頸窩點到右BP點)，k反映了BP點的外闊程度即在上體的橫向相對位置。

圖1　上體正面

2.2BP點位置分析

肩峰點到BP點之間的距離與BP點到前腰節點的距離比j能直觀地反映BP點在上體的縱向相對位置。對于明顯具有類別的數據，通過聚類算法可以把整個數據聚為幾類，每個之間具有很高的相似度。為了更清楚認識比值j的分布情況，采用模糊C均值聚類(FCM)。

模糊C均值聚類(FCM)是一種根據每個數據點屬于每個聚類的隸屬度而確定聚類結果的一種聚類算法[7]。聚類結果用表征聚類有效性的目標函數來判定，滿足一定條件時，迭代停止得到最終的聚類中心。隸屬度矩陣U是取值在[0,1]間的元素，但一個數據集的隸屬度的和總滿足：

FCM的目標函數為：

(1)

(2)

通過2至6類聚類分析結果比較，當聚類數為5類時分類效果較明顯。所以聚類數為5。經過25次迭代后，目標函數達到最小，且幾乎保持不變，此時迭代終止，5個類的終止聚類中心見表2。

表1　最終聚類中心

表2　聚類中的樣本數

(1)從表1和表2總體上可以看出BP點的位置主要分布在肩峰點與腰節線的中間或偏下的位置。

(2)肩峰點與BP點之間的距離與BP點與腰節線之間的距離比j在1.42的人數為5，人數極少，這類情況屬于特殊情況；人體胸部的位置相對固定，無論相對上體是偏上或是偏下都有極限值。

(3)第2類的肩峰點與BP點之間的距離與BP點與腰節線之間的距離比值j為0.97，近似看做1，即BP點大致位于肩峰點與腰節線的中間位置，這類人數最多，視為中間型。

(4)第3類的肩峰點與BP點之間的距離與BP點與腰節線之間的距離比值j為0.85，即BP點偏高類型人數為18，占總人數的5.6%。

(5)第1類和第4類的比值j分別為1.12和1.24，所占樣本比例為29.2%、25.8%，這兩類屬于比較常見的類型。

k=2×乳間距/(頸窩點到左BP點 +頸窩點到右BP點),k值能直觀反映BP點在上體的橫向相對位置。為了能更清楚認識BP點的橫向分布情況，同樣將k值進行模糊C均值聚類(FCM)。在進行2～6類聚類結果比較后發現5類的聚類效果較好，所以最終聚類數為5。經過20次更迭后，目標函數達到最小，且幾乎保持不變，此時迭代終止，5個類的終止聚類中心見表4。

表3　最終聚類中心

表4　聚類中的樣本數

(1)從表3和表4中總體看出這個群體的BP點在橫向的大致位置是偏離人體中線而靠近人體兩側；

(2)第2類的比值k為0.8，在5類中比值最小，說明 BP點位置相比其他四類情況而言內斂程度較大，它的樣本數為5，僅占2.8%，視為特殊情況；

(3)第4類的比值k為1，樣本數為69，占38.7%，這類型的樣本數是5類中最多的，因此可以看成中間型。

(4)第3類、第1類的比值k分別為1.1、0.9，所占樣本比例分別為33.1%、17.4%，這兩類屬于比較常見的類型。第5類BP點位置外闊程度最大，視為特殊情況，在此不予考慮。

3　BP點位置變化實驗分析

3.1實驗對象及用具

實驗以GB/T1335.3—2008中的165/84A標準人體模型作為實驗參照對象[8]；采用OptiTex服裝CAD軟件[9]；CorelDRAW繪圖軟件等。

3.2實驗方法及步驟

3.2.1BP點位置的調整

本實驗把BP點的位置變化作為變量，考察當BP點的相對位置發生變化時所引起的衣身前片結構的變化。本文借助OptiTex服裝CAD軟件的3D模特，通過對模特進行局部的屬性調整，在保持胸部大小不變的情況下把模特BP點位置進行上下調整和左右調整，實驗分為兩組:第一組是BP點縱向調整(如圖2)，分三種情況依次是：比值j(肩峰點與BP點高度差/BP點與前腰節高度差)分別為1、1.12、1.24。第二組是BP點橫向調整(如圖3)，亦三種情況依次是：比值k(2×乳間距/(頸窩點到左BP點 +頸窩點到右BP點)分別為0.9、1、1.1。

圖2　BP點縱向變化

圖3　BP點橫向變化

3.2.2人體模型標注

人體模型基準線的標注[10]是立體裁剪最基本也是重要的一個步驟，基準線的精準程度關系到制版質量的好壞以及實驗數據的準確性。

3.2.3立裁取版及補正

在OptiTex服裝CAD軟件的3D模塊中，根據事先標注好的基準線進行分塊處理，然后根據曲面分塊讀取到平面紙樣編輯窗口，對分塊進行拼合修正，調整樣板曲線后制成樣衣，給模特進行試穿，觀察服裝是否合體，如樣衣貼合模特曲面且服裝的結構線與模特身上的標注線基本吻合，則認為樣板合理，如存在偏差，則繼續調整樣板曲線，反復試驗，直到獲得與人體表面相吻合的服裝樣板，而后將合體樣板的各個工藝點標上字母以便比較區分。

4　實驗分析

4.1BP點縱向位置變化下樣板分析

實驗中將依據模特BP點縱向高度屬性變化后取得的樣板進行疊加，分別測出其余兩種狀態下各工藝點相比中間樣板的增量，并測量各個樣板之間的增量，表格中的工藝點與樣板上的工藝點一一對應。

4.1.1省的變化

肩省省尖的位移變化和BP點的位移變化相同，當j為1.12時，相比j為1，BP點下移0.54 cm，肩省的省尖向下增加0.54 cm，而腰省則相應減少相同的量；隨著BP點下移，原來BP點位置會有些許的余量，需要在加大肩省使得樣板合體的同時減小腰省來滿足新的BP點需要的量。肩省增加的量平均為0.6 cm，但由于側縫的增加，使得腰省的大小反而有所增大。省的變化應該考慮美觀性，當省量過大時應該將部分省量進行轉移，當省太長時也會影響美觀性，可以選擇不同部位的省來代替。

4.1.2側縫增量

BP點下調會使樣板的寬度不夠而造成緊身衣緊繃，需要增加側縫的量，點C橫向延伸，樣板側縫增加的差量為0.3 cm。

4.1.3胸寬線的變化

通過作袖籠弧線的垂直切線，反復測量驗證，隨著BP點的下移，前胸部的寬度變小。

4.1.4袖籠弧線的變化

表5　樣板差量表　單位：(cm)

注：表格中的數據精確到0.01，橫向向右為正值，縱向向上為正值。

圖4　樣板疊加示意圖

袖籠弧線形態基本不變。

4.2BP點橫向位置變化下樣板分析

通過表6和圖5分析可知，通過對橫向位置變化下的樣板進行疊加，發現乳房的橫向變化對樣板的主要影響是省的位置變化。相比k=1時的樣板，k=0.9時的樣板BP點左移0.55 cm，由于BP點左移，經過V點的省道長度變短，為了保持V點和L點的省道長短一致，工藝點L下移0.26 cm，同時要保持肩線長度不變，點L左移0.18 cm。k=1.1時，BP點右移0.53 cm，此時過點V的省道變長，為了保證點V和點L的省道長短相同，工藝點L上移0.22 cm，同時右移0.19 cm以保證肩線長度不變。

表6　樣板差量表

注：表格中的數據精確到0.01，橫向向右為正值，縱向向上為正值。

圖5　樣板疊加圖

5　結論

5.1通過三維人體測量獲得與人體乳房相關的數據，采用數理分析手段對數據進行分析得出人體乳房的相對位置變化特點。從縱向上看：肩峰點與BP點之間的距離與BP點與腰節線之間的距離比j主要為1，1.12，1.24，各自占比36.5%、29.2%、25.8%。可知總體上乳房在中間偏下位置。從橫向上看k=2×乳間距/(頸窩點到左BP點 +頸窩點到右BP點)的值主要為0.9，1，1.1，各自占比17.4%、38.4%、33.1%，乳房總體外闊。

5.2利用OptiTex的3D模特進行屬性調整分別模擬出乳房的位置變化，用數字化立體裁剪，得出相應的樣板，把樣板進行疊加，通過對比樣板各個工藝點的差量可知，BP點的縱向變化主要引起肩省和腰省的大小及省尖縱向位置變化，當j=1.12時，省尖下移0.54 cm，j=1.24時省尖下移1.10 cm，成等差變化，肩省變大，由于側縫增加，腰省變大。BP點的橫向變化主要引起肩省和腰省省尖的橫向變化，當k=0.9時，BP點左移0.55 cm，當k=1.1時，BP點 右移0.53 cm，可見BP點橫向變化成等差變化，而省的大小幾乎不變。

5.3乳房位置差異并不是單純的縱向和橫向變化，還有縱向和橫向組合變化，該問題在后續研究中會繼續深入探討。

[1]陸鑫，顧韻芬.不同胸高狀態下緊身衣的衣身結構[J].紡織學報，2009, 30(2)：89—94.

[2]彭磊，謝紅，鄒奇芝，等.基于量身定制特體女裝原型樣板的生成[J].紡織學報,2011,32(4)：101—105.

[3]HAN Hyunsook, NAM Yunja, CHOI Kyungmi. Comparative analysis of 3D body scan measurements and manual measurements of size Korea adult females [J].International Journal of Industrial Ergonomics,2010,40(5):534—535.

[4]劉瑞璞，服裝紙樣設計原理與技術：女裝篇[M].北京：中國紡織出版社，2005.

[5]齊靜，張欣.三維人體數據統計分析預處理研究[J].紡織學報，2006,27(1)：42—45.

[6]梁素貞，張欣，周捷，等.基于三維人體測量的西部女大學生乳房基本形態[J].紡織學報，2007,28(8)：75—78.

[7]張敏，于劍.基于劃分的模糊聚類算法[J].軟件學報，2004,15(6)：854—867.

[8]劉正，張欣，胡淑蓉，等.我國服裝現用人臺現狀分析[J].紡織學報，2006,27(5)：104—107.

[9]胡潮江，王宏付等.基于數字化立裁的人體圍度形態與服裝原型建立的關系[J].山東紡織科技，2014，(3)：25—29.

[10]張文斌.服裝立體裁剪[M].北京：中國紡織出版社，1999.

Analysis on Design Theory of the Structure of Underwear Based on the Change of BP Point Location

Chen Shanshan1，Hong Wenjin2,3，Wu Yan3

(1.Southwest University for Nationalities,Chengdu,610200,China;2.Zhejiang Hengdian College of Movie & Television,Jinhua 322100,China;3.Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

180 female college students were measured to get the relative data of the chest ,and then fuzzy c-means clustering method was used to analyze the calculated variable to obtain the location of BP point in the upper longitudinal relative position and lateral position. The 3-D module of the OptiTex 3D garment CAD technology was used to make the three-dimensional tailoring experiment to get the sample plate under the change of BP position.

3-D human body measurement;BP point;clothing CAD;body blouse pattern

2015-08-19

江蘇省產學研前瞻性聯合研究項目(SBY201320235);江蘇省社科研究應用精品課題(12SYC-047)

陳姍姍(1990—)女，四川成都人，助教。

TS941.763.5

A

1009-3028(2015)06-0028-06