基于CLO3D的虛擬織物懸垂性能評價主因子分析

韓新葉，張 輝

(北京服裝學院 服裝藝術與工程學院，北京 100029)

基于CLO3D的虛擬織物懸垂性能評價主因子分析

韓新葉，張 輝

(北京服裝學院 服裝藝術與工程學院，北京 100029)

利用主因子分析方法對虛擬織物的懸垂性能進行了測試分析，將表征虛擬織物懸垂性能的多個指標簡化為2個因子，簡化了其評價體系；同時將虛擬織物與真實織物的懸垂性能參數主因子分析結果進行了一致性對比。

三維服裝CAD；虛擬織物；主因子分析；懸垂性能

0 引言

目前紡織服裝企業研發產品越來越多地融入了服裝數字化技術，該技術分為二維服裝數字化技術和三維服裝數字化技術兩類[1]，且三維服裝數字化技術在服裝領域越來越受到重視。CLO3D是三維服裝數字化技本領域中的一個比較有代表性的服裝CAD系統，通過調節其中的虛擬織物屬性參數值，就可模擬出各類面料服裝的外觀效果。由于織物的懸垂性能是影響服裝外觀效果的重要因素之一，因此研究虛擬織物的懸垂性能有助于更真實地模擬服裝的外觀形態。

在CLO3D系統中進行服裝模擬時，雖然系統中織物的屬性參數與真實織物的某些性能指標在名稱上有些相似，但這些屬性參數并不能與真實織物的性能指標一一對應且沒有單位，用戶很難針對某一特定織物進行設置。王會威等[2]研究了在CLO3D環境下織物的屬性參數對虛擬織物懸垂性的影響因素，并分析了虛擬織物的懸垂系數及波紋數與CLO3D環境下織物屬性參數的關系[3]。經多年研究除懸垂系數、波紋數外，學者們提出了許多指標來描述真實織物的懸垂形態，如平均波峰夾角、平均峰高、平均谷高、平均峰寬等。

本研究將這些指標應用于三維服裝CAD環境下，通過采用主因子分析法將多個懸垂性能指標簡化為少數幾個公共因子，即能夠用較少的指標來綜合反映虛擬織物的懸垂性能；從而使實驗數據分析過程大大簡化，為在CLO3D系統中進行織物懸垂模擬及最終服裝的模擬研究提供一定幫助。

1 虛擬織物懸垂性能指標選取

織物懸垂性研究與測試表征指標大體分為以下兩類：一是反映懸垂程度大小的指標，如懸垂系數、褶形系數等；二是反映懸垂形態的指標，如波紋數、平均峰高、平均波谷高及其不勻率等。在這些表征指標中，大部分都是學者們在各自研究過程中或利用不同測試儀器進行指標測試時所提出來的，故指標間難免會有相互交叉與重復。對懸垂性能指標進行主因子分析就可簡化對實驗數據的分析。本研究選取懸垂系數、波紋數、平均波峰夾角、波峰夾角不勻率、平均峰高、峰高不勻率、平均谷高、谷高不勻率、平均峰寬、峰寬不勻率共10個懸垂性能指標。

2 虛擬織物懸垂性能實驗測試

參考CLO3D系統中虛擬織物的預設屬性參數并通過前期的研究與試驗，對影響虛擬織物懸垂性能的屬性參數進行分段取值，見表1。對取值結果進行排列組合，最終得到3 600個屬性參數組合。

表1 虛擬織物屬性參數取值

根據織物懸垂參數測量的國家標準GB/T 23329-2009，利用Rhino創建織物懸垂性測試模型，導入CLO3D中進行試驗測試[2]。調節虛擬織物的屬性參數進行織物懸垂性試驗，待虛擬織物懸垂形態穩定后(見圖1)，利用課題組研發的軟件測量虛擬織物的懸垂系數、波紋數、平均波峰夾角、波峰夾角不勻率、平均峰高、峰高不勻率、平均谷高、谷高不勻率、平均峰寬、峰寬不勻率共10個指標，最終得到3 600組實驗數據。

圖1 虛擬織物懸垂性試驗圖

3 虛擬織物懸垂性能的主因子分析

3.1 虛擬織物懸垂性能指標的相關性

相關分析是研究變量間密切程度的一種常用統計方法，相關系數是表征變量間密切程度的統計量，相關系數的絕對值在0～1之間，相關系數越接近于1表明相關性越強。本研究將得到的懸垂系數、波紋數、平均波峰夾角、波峰夾角不勻率、平均峰高、峰高不勻率、平均谷高、谷高不勻率、平均峰寬、峰寬不勻率10個指標的3 600組數據，利用SPSS進行相關分析。分析發現在計算機三維環境下，虛擬織物的懸垂系數、波紋數、平均波峰夾角、平均峰高、平均谷高、平均峰寬6個指標之間存在較強的相關性，特別是懸垂系數與平均波谷高和平均峰寬相關系數分別為0.995和0.928，表明虛擬織物的懸垂系數與平均波谷高和平均峰寬之間密切線性相關。波峰夾角不勻率、峰高不勻率、谷高不勻率、峰寬不勻率4個指標之間也存在較強的相關性。這一結果表明能夠從10個指標中提取公共因子，適合進行因子分析。

3.2 特征值和貢獻率

在因子分析中有兩種選取主因子的方法：第一種是取所有特征值大于1的成分作為主成分，第二種是根據累計貢獻率達到的百分比來確定。通常根據變量的公共因子方差占總方差貢獻最大的原則選取主因子，因子個數k(k

(1)

式中，λ為特征值；m為原始變量個數。

取前k個因子作為主成分，利用SPSS軟件對本研究中的原始變量進行處理，得到懸垂性能指標相關系數矩陣的特征值和累積方差貢獻率，見表2。根據特征值大于1的成分為主成分的判定原則，表2中前2個因子特征值大于1，所以選取前2個成分為主成分，且前2個因子的特征值之和為80.371%，即能夠解釋原始10個變量的大部分信息。

3.3 因子載荷矩陣及命名

利用SPSS軟件，采用主成分分析法求得公共因子載荷矩陣。為了使對公因子的命名和解釋變得更加容易，往往需要對因子荷載矩陣進行旋轉。為此，利用最大方差旋轉法進行因子旋轉，得到旋轉后的因子載荷表見表3。

表3 旋轉后公共因子載荷

從表3可看出，第一主成分與懸垂系數、波紋數、平均波峰夾角、平均峰高、平均谷高、平均峰寬密切相關，可以解釋為織物懸垂程度因子；第二主成分與波峰夾角不勻率、峰高不勻率、谷高不勻率、峰寬不勻率密切相關，可以解釋為織物懸垂形態變化因子。

4 虛擬織物和真實織物主因子分析結果對比

在對真實織物懸垂性能表征指標的因子分析中，有研究人員將表達織物懸垂性能的10個指標綜合為4個主因子[5]，即織物懸垂形態大小因子、織物懸垂形態對稱性因子、織物懸垂形態大小變化因子和織物懸垂形態輪廓變化因子。在本研究中將虛擬織物懸垂性能指標綜合為2個主因子，即織物懸垂程度因子和懸垂形態變化因子。

雖然真實織物和虛擬織物主因子的命名不盡相同，但其主因子都是圍繞織物的懸垂形態和懸垂程度來描述的；且本研究的虛擬織物懸垂性能試驗是基于經緯性能相近的織物來進行的，CLO3D中同一屬性參數的經緯向數值設定是相同的，所以得到的懸垂形態比較對稱，從而會使得虛擬織物懸垂性能指標提取的主因子數少于真實織物的懸垂性能指標提取的主因子數。排除這一影響因素，可以推得虛擬織物主因子分析結果和真實織物主因子分析結果應是基本一致的。

5 結論

本研究從3 600組虛擬織物懸垂指標數據中提取到織物懸垂形狀因子和織物懸垂形態輪廓變化因子共2個主因子，其累計貢獻率達80.371%，綜合反映了虛擬織物懸垂特性所包含的信息，達到了進行因子分析的目的。將虛擬織物懸垂性能表征指標的主因子分析結果與前人針對真實織物懸垂性能表征指標的主因子分析結果對比，可認為兩者應基本一致。這意味著在計算機三維環境下的虛擬織物可以做到比較準確地模擬真實織物的懸垂形態。

[1] 郭瑞良, 張 輝. 三維服裝模擬與設計[M]. 上海:上海交通大學出版社, 2013.

[2] 王會威，張 輝. 基于CLO3D的織物懸垂性模擬影響因素分析[J]. 紡織科技進展, 2015, (5): 12-14.

[3] 王會威，張 輝. 基于三維服裝CAD系統的織物懸垂性模擬研究[J]. 北京服裝學院學報, 2015, 35(3): 26-31.

[4] 盧紋岱.SPSSForWindows統計分析[M]. 北京:電子工業出版社, 2006.

[5] 齊紅衢, 沈 毅. 織物懸垂性能評價的主因子分析[J]. 現代紡織技術, 2010，(4): 49-52.

2月10日紡織三大原料行情早報

棉花(2.9)：現貨價格堅挺，阿克蘇等地監管庫雙28級手摘棉報價16 200～16 400元/t公定，新疆雙29級手摘棉內地庫提貨價16 800～17 100元/t，部分棉商惜售，因春節期間出疆停運，近日內地棉花略顯供應緊張。但買家接受度也相對不高，部分買家表示目前報價已高于其接受價達800～1 000元/t，漲勢仍需等待下游跟進。

滌綸短纖(2.9)：聚酯原料窄幅震蕩，下游采購商猶豫觀望，滌綸短纖繼續橫盤整理，江浙1.4D直紡滌綸短纖主流報8 750～9 000元/t出廠，實單可談。

粘膠短纖(2.9)：價格重心繼續走強，高端成交重心多站上1 7200～1 7300元/t，中端執行也多陸續站上17 000元/t。下游采購積極性陸續升溫，部分粘膠廠產銷超百，部分開始控制簽單量。

(來源：中國紡織網)

Factor Analysis on the Draping Property Evaluation of the Virtual Fabric Based on CLO3D System

HAN Xin-ye, ZHANG Hui

(Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing 100029, China)

The draping property of virtual fabric was analyzed and tested using main factor analysis method. A number of indicators of virtual fabric draping properties were simplified as two factors. The evaluation system of the virtual fabric draping performance was simplified, and the factor analysis results of the virtual draping performance were compared with the real fabrics.

3D garment CAD; virtual fabric; factor analysis; draping property

2016-11-17；

2016-11-24

北京服裝學院2016年研究生創新項目(120301990122)

韓新葉(1992-)，女，在讀碩士研究生，主要研究方向為服裝舒適性與人體工學。

*通信作者：張 輝，教授，E-mail:gdcad@126.com。

TS101.92

A

1673-0356(2017)02-0032-03