個性化文胸版型建立與優(yōu)化

摘 要：為解決手工制版及服裝CAD系統(tǒng)推板工作效率低、文胸版型不能隨著女性體型的變化而快速成版的問題，以上下兩片罩杯文胸為例，運用Matlae軟件為開發(fā)平臺，依據(jù)文胸版型圖的數(shù)學(xué)模型，編寫數(shù)據(jù)自動化計算、紙樣自動化生成的程序，并設(shè)置胸圍和胸差為控制變量來驅(qū)動運行代碼，以得到新的文胸版型，從而實現(xiàn)文胸版型的個性化定制。結(jié)果表明：通過胸圍和胸差兩個變量可實現(xiàn)文胸版型數(shù)學(xué)模型的建立，且通過這兩個變量來驅(qū)動Matlae程序的運行，可以生成與該變量相應(yīng)體型的文胸版型圖，并且實現(xiàn)了在2～3 s內(nèi)快速完成文胸版型隨體型變化的自動制版、推板或更新，提高了個性化定制快速服務(wù)能力。

關(guān)鍵詞：文胸版型;數(shù)學(xué)模型;控制變量;Matlae軟件;個性化定制

中圖分類號：TS941.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2022）02-0216-06

收稿日期：20210330 網(wǎng)絡(luò)出版日期：20210803

基金項目：2017年度江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目（GJJ171093）;2017年度紡織服裝福建省高校工程研究中心（閩江學(xué)院）開放基金項目（MJFZ17106）;福建省服裝行業(yè)技術(shù)開發(fā)基地開放基金項目（MJXY-FZJD-201908）

作者簡介：成恬恬（1990-），女，山西呂梁人，講師，碩士，主要從事數(shù)字化服裝設(shè)計與工程方面的研究。

The establishment and optimization of individualized brassiere patterns

CHENG Tiantian

（a.School of Fashion Engineering; b. Jiangxi Centre for Modern Apparel Engineering and Technology，Jiangxi Institute of Fashion Technology， Nanchang 330201， China）

Abstract： In order to solve the problem of inefficiency in manual plate making and pattern grading by garment CAD system， the inability of brassiere pattern formation with the change of female body shape， with the top-bottom two-piece up brassiere as examples， according to mathematical model of the brassiere pattern， a program for data automatic calculation and automatic pattern generation was written on Matlae software development platform. The chest circumference and chest difference were selected as the control variables to drive the program to obtain a new brassiere pattern for the purpose of an individualized customization of the brassiere pattern. The results show that it is feasible to establish a mathematical model of the brassiere pattern according to two variables of chest circumference and chest difference， which can also drive the Matlae program， and generate the bra pattern for corresponding body shape. In addition， automatic plate making， pattern grading and updating of the brassiere pattern can be realized with the change in body shape in 2-3 s， thus enhancing the rapid service capability of individualized customization.

Key words： brassiere pattern; mathematical model; control variable; Matlae software; individualized customization

隨著工業(yè)4.0概念普及及人們個性化消費意識的增強，文胸個性化需求隨之提高。文胸設(shè)計要兼顧舒適性，而結(jié)構(gòu)設(shè)計是舒適性設(shè)計的基礎(chǔ)。文胸的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本采用立體裁剪和平面裁剪兩種方式[1]，如3D模壓的半件成型，或平面裁剪后縫制樣衣，按照試穿者的穿著效果進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)步，文胸的個性化設(shè)計得以迅速發(fā)展，需求不斷增加，如CLO 3D、VIDYA等虛擬試衣軟件，通過實時調(diào)整人體模特尺寸以實現(xiàn)文胸款式效果的快速呈現(xiàn)，以及通過快速更換面料紋樣以達(dá)到圖案個性化設(shè)計的需求。目前，采用立裁、平裁以及虛擬試衣的方法，當(dāng)設(shè)定的初始關(guān)鍵部位尺寸發(fā)生改變時，款式的紙樣需要根據(jù)新的數(shù)據(jù)重新繪制或者調(diào)整，對于需要快速響應(yīng)的版型個性化定制而言周期長，操作繁雜。

為解決此問題，以Matlae為開發(fā)平臺進(jìn)行程序的編寫。在服裝行業(yè)中，將服裝樣板以參數(shù)的形式在Matlae中寫成代碼，通過GUIDE建立GUI界面生成所需圖形，并根據(jù)顧客的體型改變關(guān)鍵部位尺寸生成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖。文胸版型的個性化定制可通過參數(shù)化結(jié)構(gòu)設(shè)計[2]，即將文胸結(jié)構(gòu)以幾何圖的形式表達(dá)，通過一組數(shù)來定義該幾何圖形并表達(dá)其尺寸關(guān)系[3]，運用Matlae GUI進(jìn)行交互式界面設(shè)計，最終通過有限個關(guān)鍵尺寸可以快速的生成文胸結(jié)構(gòu)圖。

本文采用三維人體掃描儀共采集了270個江西地區(qū)18～25歲女大學(xué)生胸圍、下胸圍、乳間距等24個胸部細(xì)部尺寸，并建立了數(shù)據(jù)文件。通過SPSS進(jìn)行正態(tài)分布驗證后，采用相關(guān)性分析確定細(xì)部尺寸的關(guān)聯(lián)性，在此基礎(chǔ)上建立回歸方程，得出文胸版型制作公式。從而將文胸結(jié)構(gòu)圖建立幾何關(guān)系，為Matlae建模提供依據(jù)。

1 實 驗

1.1 數(shù)據(jù)的采集

采用德國DITUS便攜式全身掃描儀進(jìn)行女大學(xué)生胸部數(shù)據(jù)采集，選取的樣本人群是江西地區(qū)18～25歲女大學(xué)生。根據(jù)文胸版型繪制要求，結(jié)合GB 3975—1983《人體測量術(shù)語》和GB 5703—185《人體測量方法》，選取了24項能反映女大學(xué)生胸部形態(tài)結(jié)構(gòu)的測量項目[4-6]，其中第21項到24項為通過計算所得，如表1所示，測量方法如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)的分析

據(jù)GB/T 1335.2—2008《服裝號型 女子》可知胸圍最大允許誤差Δ為1.5 cm，標(biāo)準(zhǔn)差σ為5.5cm。根據(jù)最小樣本容量計算公式N=（μ α×s/Δ）2可知，當(dāng)置信水平μ α采用95%時，計算樣本容量N為52人[7]，本文采取樣本數(shù)量合理。運用SPSS軟件對270名女大學(xué)生胸部細(xì)部尺寸進(jìn)行分析，在符合正態(tài)分布的基礎(chǔ)上，通過主成分分析得出基本上描述了胸部整體形態(tài)的3個主要成分，并通過回歸分析將胸部各細(xì)部特征尺寸用胸圍和胸差兩個變量表示，得出各部位尺寸的回歸方程，如表2所示。

2 文胸版型數(shù)學(xué)模型建立

2.1 文胸結(jié)構(gòu)點設(shè)置與坐標(biāo)計算

文胸結(jié)構(gòu)制圖關(guān)鍵尺寸包括下圍、下杯高、內(nèi)杯長、外杯長[8-9]。通過對270名女大學(xué)生胸部細(xì)部尺寸進(jìn)行主成分分析、相關(guān)分析和回歸分析，將文胸結(jié)構(gòu)制圖關(guān)鍵尺寸通過胸圍和胸差兩個尺寸變量來表示，并根據(jù)胸圍與胸差的尺寸建立整個板型的所有坐標(biāo)點。圖2所示為文胸結(jié)構(gòu)圖，為方便模型的搭建以及數(shù)據(jù)分析，采用O點作為坐標(biāo)中心建立直角坐標(biāo)系，其中，O點所對應(yīng)的為BP點，經(jīng)過O點的橫軸為x軸，縱軸為y軸[10]。選擇圖2各邊點為控制節(jié)點，得出文胸結(jié)構(gòu)圖中各個點的具體坐標(biāo)見表3。

2.2 文胸結(jié)構(gòu)圖曲線設(shè)計

在一般繪圖軟件中，只要給出3個控制點就可以繪制出貝塞爾曲線，通過滑動中間的控制節(jié)點最終確定曲線的弧度[11]。但是貝塞爾曲線在算法上有局限性，如圖2文胸結(jié)構(gòu)各控制點圖所示，弧P 1P 2P 3、弧P 1P 4P 3、弧P 5P 2P 9、弧P 6P 7P 8、弧P 10P 4P 18以及弧P 13P 14P 15P 16，這六條結(jié)構(gòu)線的弧度較大且中間有3個控制點，用傳統(tǒng)的方法較難一次成型。

因此，在文胸紙樣的弧線結(jié)構(gòu)設(shè)計中可采用分段繪制方法，即利用貝塞爾曲線原理，將結(jié)構(gòu)線中弧線以坐標(biāo)點為節(jié)點進(jìn)行分段，再通過方程擬合，最終將所得的方程輸入Matlae程序中，實現(xiàn)文胸板型的自動化生成[12]。

2.3 自動化文胸版型建立

運用Matlae的R2016a版本，根據(jù)所建立的文胸結(jié)構(gòu)圖的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行女性全罩杯文胸平面結(jié)構(gòu)圖函數(shù)程序編寫，程序名是function bra_plot（B，C），其中B代表胸圍，C代表胸差。該程序運行時，在命令窗口調(diào)用bra函數(shù)[13]，單擊運行，即生成版型繪制GUI交互式界面，如圖3所示。在所生成的交互式界面中輸入樣本的胸圍（B）和胸差（C）的參數(shù)值，單擊確定，在2～3 s內(nèi)即可獲得相應(yīng)尺寸規(guī)格的文胸結(jié)構(gòu)圖。

3 文胸自動化生成版型的優(yōu)化

3.1 文胸自動化生成版型的效果

為測試Matlab中文胸版型自動生成交互式界面效果，采用3種不同規(guī)格文胸參數(shù)值來生成文胸結(jié)構(gòu)圖。在設(shè)置參數(shù)值時，根據(jù)國家號型標(biāo)準(zhǔn)，胸圍檔差采用4 cm，胸差分別設(shè)置為A、B、C罩杯，即胸圍參數(shù)設(shè)置為80、84、88 cm，胸差參數(shù)設(shè)置為10、12.5、15 cm。

3種不同規(guī)格尺寸的文胸參數(shù)值生成的文胸結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。該交互式系統(tǒng)在生成一個號型文胸結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，輸入另外的樣本參數(shù)，2～3 s內(nèi)在同一個界面還可以生成其他規(guī)格的文胸結(jié)構(gòu)圖，實現(xiàn)了文胸版型的自動制版、推板。若需要清除界面內(nèi)生成的結(jié)構(gòu)圖，則只需單擊“清除”按鈕，就會將左側(cè)區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)圖全部清空，恢復(fù)初始的空白狀態(tài)。

3.2 版型自動化生成驗證分析

虛擬試衣技術(shù)是服裝中較為前端的一種技術(shù)，可以靈活地進(jìn)行二維和三維的自由轉(zhuǎn)換。CLO 3D虛擬試衣軟件三維界面中，包含了壓力分布、應(yīng)力分布等舒適度測試功能。為測試Matlab交互式界面中生成的文胸結(jié)構(gòu)圖穿著舒適性，采用3種不同規(guī)格文胸結(jié)構(gòu)圖來進(jìn)行壓力測試：樣本1胸圍84 cm，胸差12.5 cm;樣本2胸圍84 cm，胸差15 cm;樣本3胸圍88 cm，胸差12.5 cm。

在虛擬試衣軟件CLO 3D中建立3種不同規(guī)格胸型的人體模特，分別導(dǎo)入與之對應(yīng)的文胸紙樣并進(jìn)行壓力舒適性測驗，結(jié)果如圖5所示。分別為樣本1、樣本2、樣本3的文胸壓力舒適性測試圖。壓力的大小可以通過顏色和數(shù)字來表達(dá)。文胸罩杯處藍(lán)綠色偏多，下扒處于綠色黃色之間，說明該文胸對胸部起到了很好保護(hù)和支撐作用;后背側(cè)拉片鉤扣處呈現(xiàn)黃色偏橘，說明后中處壓力偏大，文胸側(cè)拉片采用彈性面料，且后中處設(shè)計有鉤扣，可以通過適當(dāng)調(diào)節(jié)鉤扣位置來減緩后背壓力。

通過3個樣本壓力舒適性比較，可以驗證通過Matlab交互式界面中生成的文胸結(jié)構(gòu)的合理性。

3.3 文胸自動化生成版型的優(yōu)化

Matlab交互式界面中文胸版型自動化生成程序是將文胸版型幾何化，并將該幾何圖形放置在直角坐標(biāo)系中，計算得出每一條結(jié)構(gòu)線的幾何方程（該方程只有胸圍和胸差兩個變量）。在命令窗口執(zhí)行繪制命令生成交互式界面。在進(jìn)行編程時，將胸圍和胸差這兩個數(shù)據(jù)設(shè)置成用戶可控制的交互式參數(shù)，版型自動化生成是根據(jù)用戶輸入的參數(shù)值所運行的結(jié)果。上述文胸版型是以上下兩片罩杯型文胸為例，若需要繪制左右兩片罩杯型文胸或多片罩杯型文胸等其他分割類文胸版型，只需在Matlab編輯器中更改 bra_plot.m文件中上下罩杯幾何圖形方程式即可完成程序的更改。

4 結(jié) 論

首先對江西地區(qū)18～25歲女大學(xué)生胸部形態(tài)進(jìn)行主成分分析和回歸分析，得出用胸圍和胸差兩個變量值表示胸部其他24項細(xì)部尺寸，進(jìn)而得到文胸版型幾何圖及其相應(yīng)的方程式，從而建立了文胸版型的數(shù)學(xué)模型，并且通過胸圍和胸差兩個控制變量驅(qū)動Matlab程序運行，實現(xiàn)了2～3 s內(nèi)快速完成文胸版型隨體型變化的自動制版、推板或更新。

在樣本采集方面，只針對女大學(xué)生進(jìn)行分析，得到的結(jié)構(gòu)圖并不能滿足其他年齡段女性乳房形態(tài);在交互式界面中，只采用兩個控制變量進(jìn)行版型自動化生成，可能針對一些設(shè)置褶裥或多片分割的款式情況下并不能滿足要求，需要根據(jù)設(shè)計或者生產(chǎn)中的具體要求做進(jìn)一步的調(diào)整。但是該系統(tǒng)程序原理比較清晰，整體框架比較完善，當(dāng)款式發(fā)生改變時，只需對程序中的函數(shù)進(jìn)行調(diào)整就可以得到滿足款式的結(jié)果。此外，其快速方便準(zhǔn)確的特點，不僅為教學(xué)中清晰比較版型差異提供便捷，同時也可以應(yīng)用于批量生產(chǎn)模式中，能在很大程度上提高服裝產(chǎn)業(yè)的打板效率。

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