基于MTM的东华原型补正

韩铭铭 王朝晖

（东华大学服装·艺术设计学院，上海 200051）

基于MTM的东华原型补正

韩铭铭 王朝晖

（东华大学服装·艺术设计学院，上海 200051）

提出了一种针对服装量体定制 MTM（Made to Measure）的原型补正方法。应用逆向工程技术，在非接触式人体扫描所得点云数据的基础上生成三维人体模型，根据东华原型的构成原理，在人体模型上定义出人体的相关测量项目及测量方法。通过比较个体的尺寸和东华原型中由公式计算所得尺寸的差异，对东华原型进行补正。样衣补正实验验证了该补正方法的科学性和可行性，为原型在应用于个体时提供了一种定量补正的方法。

逆向技术；三维人体测量；体型分析；原型补正

随着人们对服装个性化、适体度要求的提高，符合个体体型特征和个性化需求的服装越来越受到人们的青睐，服装MTM（Made toMeasure）生产模式得到发展[1]，根据个体信息进行服装样板的制作是实现MTM生产的关键技术之一。原型是服装平面构成中的基础纸样，原型制图利用简化、实用的公式计算细部部位尺寸，但只完全吻合基于某一群体体型而归纳生成的“标准体”，直接利用群体原型进行个体服装的制作会造成服装的不合体和造型偏差，故首先需要对群体原型进行补正[2]。

传统的原型补正方法为基于观察的立体补正法。即首先根据一定的原型理论绘制出原型纸样，经坯布裁剪、假缝和个体的实际试穿，对样衣的穿着效果进行观察判断并对其进行立体补正，将补正的结果反映到纸样上，用补正过的样板再次假缝试穿，确认补正是否正确[3]。这种补正方法能直观地观察到原型在人体上的着装效果，但整个补正过程耗时费力，成本较高，最终补正效果受到操作者经验水平的影响。

本文将非接触式三维人体扫描与逆向工程技术相结合，反求得到三维的人体模型。结合东华原型纸样的构成特点，根据平面纸样和立体的人体之间的对应关系，确定三维人体测量项目，可以把握个体的尺寸数据和标准纸样尺寸的差异，并进行原型纸样的补正。获得的个性化服装原型可为服装MTM生产提供基础纸样。

1 三维人体测量

1.1 测量项目

东华原型是1998年东华大学服装学院在对华东地区20～29岁青年女性体型测量分析及原型理论研究和实践的基础上建立的女体原型[4]。从立体构成形态来看，东华原型属于箱形原型，前衣身 BL线以上的浮余量被处理为袖窿省，后衣身浮余量被处理为后肩省，其结构图如图1所示。在东华原型中，对于胸围和背长相同的人，原型纸样完全相同，无法体现个体的细部体型特征。

首先利用 TC2非接触式三维人体扫描仪对实验对象进行扫描，得到.wrl格式的点云数据。将点云数据导入逆向工程软件 Rapidform中，经去噪、精简、三角化封装、补洞、光滑等处理得到三维人体模型[5]，其坐标系设定为，人体由后至前为X轴正向，由右至左为Y轴正向，由下至上为Z轴正向。在人体模型上标记出8个计测点，见表1；确定22项人体测量项目，从而与东华原型结构图中相应部位的尺寸大小进行比较，见表2。其中M指人体测量项目，B指原型纸样上的测量项目。

表1 计测点的定义

表2 人体测量尺寸与原型制图尺寸的比较

其中i类的测量项目是通过在人体模型上测量空间曲线的长度得到，ii类的测量项目是通过测量平面曲线的长度得到，iii类的测量项目是通过测量空间两直线的夹角得到，iv类的测量项目是通过测量空间曲面的面积，并结合一定的几何学模型计算得到。

1.2 测量方法

1.2.1 空间曲线的长度测量

即直接在三维人体模型上通过生成切片曲线或插值曲线[7]，所测量得到

的长度或相应长度之间的差值。

以后直开领和后横开领的测量为例，分别过BNP、SNP做矢状垂直平面，

过PSP做水平平面，和三维人体模型求交得到切片曲线VBNP、VSNP、HPSP。记

VBNP和HPSP的交点为PSP'，VSNP和HPSP的交点为PSP''，如图2所示，则后横

开领MBND为：

其中MV-SNP为曲线VSNP位于SNP和PSP''之间的长度，MV-BNP为曲线VBNP位于BNP与PSP'之间的长度。

在VSNP上截取点SNP'，使VSNP上位于SNP与SNP'之间的曲线长为MBND，在BNP和SNP'之间沿人体颈部生成差值曲线IBNP-SNP'，其长度即为后横开领/2MBNW；过BNP和SNP沿人体颈部生成插值曲线IBNP-SNP，其长度即为后颈根围/2 MBNG。

图2 领部尺寸的测量示意图

1.2.2 平面曲线的长度测量

首先过人体计测点，分别做水平平面和矢状垂直平面，和三维人体模型求交，得到切片曲线，即人体特征截面曲线；再将相同方向的人体特征截面曲线重合于同一个平面内，在Autocad中用SPLINE命令创建NURBS曲线。

以背长的测量为例，在VBNP上取部分控制点的集合PBNP=﹛（X,Y,Z）︱X＜XSNP,Y,ZWL≤Z≤ZBNP﹜,在VPSP上取部分控制点的集合PPSP=﹛（X,Y,Z）︱X＜XSNP,Y,ZWL≤Z≤ZBNP﹜。首先在PBNP∪PPSP的基础上，筛选出集合P背长'=﹛（X,Y,Z）︱X=min(XBNP,XPSP)﹜,再在 Autocad中用 SPLINE命令创建NURBS曲线，其中控制点为P背长=﹛（X, Y,Z）︱X=X背长',Y=0,Z=Z背长'﹜，所得曲线的长度即为背长MBaL，如图3所示。

图3 背长的测量示意图

1.2.3 空间直线的夹角测量

该法主要涉及到后肩斜角和前肩斜角的角度测量。

以后肩斜角的测量为例，过SP做水平平面和三维人体模型相交得到切片曲线HSP，HSP和VSNP在人体背部相交的点记为SP'。依次连接SP'、SNP、SP，则后肩斜角MBSA为：

其中，a表示以SNP为起点，SP'为终点的有向线段，b表示以SNP为起点，SP为终点的有向线段，如图4所示。

1.2.4 空间曲面的面积测量及几何模型模拟

该法主要是为了补正原型的袖窿省和后背省，首先测量出对应的曲面面积，再通过一定的模型模拟间接计算得到。

以胸曲面为例，对于人体胸部曲面与平面纸样的关系，通常用圆锥面来模拟胸曲面，利用弧长差值法计算胸省角度[8]-[9]，如图5所示。根据东华原型的构成特点，对于原型前片的袖窿省，近似看作因在人体胸围线以上、靠近腋窝侧面的部分胸曲面而产生的浮余量。在本文中，这部分胸曲面被模拟为1/4圆锥体，如图6所示。

在图6中，记胸半径为 r，胸高为 h，则1/4圆锥体的母线长R为：

图4 后肩斜角的测量示意图

图5 胸曲面被近似模拟为圆锥体的示意图

图6 东华原型的袖窿省模拟示意图

按照1/4圆锥体的模拟假设，需要在侧面胸曲面上绘制出空间曲线L0，使L0上任意点沿人体胸部曲面到BP点的体表长度均为R，但由于人体胸曲面形状的不规则性，曲线L0无法自动提取。考虑到测量的可行性，以BP为原点，R为半径做圆球OBP，圆球与人体模型相交得到圆弧L1，以L1来近似模拟L0。设L1与人体腋窝组成的曲面C1的曲面面积为S1，则前袖窿省角MFABA为：

其中S1由Rapidform中的Information-Shell功能进行测量。

2 东华原型的补正实验

选取一名志愿者作为实验对象，根据本文所确定的三维人体测量方法对其进行测量，将人体测量数据和东华原型公式计算的细部尺寸比较，对原型纸样进行补正，使其反映个体的体型特征，最终的补正相关尺寸对比如表3所示。

表3 实验人员的尺寸数据和纸样数据对比 单位：cm

2.1 东华原型在衣身宽度和深度分配上的补正

主要包括胸宽、背宽、袖窿深及领宽、领深的补正，补正的依据为 ～ 。

首先确定BNP不动，根据人体MBBL和纸样BBBL的差值确定BL的位置；根据人体MSBL和纸样BSBL的差值确定SNP的水平位置。根据人体数据和纸样数据的差异，设计出3种补正方案，如表4所示。

表4 东华原型在衣身宽度和深度分配上的补正尺寸比较 单位：cm

补正方案选择的依据为：对于胸宽和背宽的分配，最符合背宽的松量略大于胸宽的松量；对于领部尺寸的补正，在保证纸样的领宽和领深尺寸不小于人体尺寸的基础上，修顺领围线，使纸样的领围尺寸满足人体的基本松量需要，通过比较选择方案2。

2.2 东华原型在肩部部位的补正

主要指肩长和肩斜角的补正，补正的依据为 ～ 。

首先补正肩长，使BSL=MSL，再分别补正前后肩斜，使BFSA≦MFSA，BBSA≦MBSA，设计3种补正方案，如表5所示。后肩宽、前肩宽分别随后肩斜、前肩斜的增大而减小，考虑到需满足BFSW≧MFSW，BBSW≧MBSW，选择方案1。

表5 东华原型在肩部部位的补正尺寸比较 单位：cm

2.3 东华原型在省道部位的补正

主要指袖窿省和后肩省的补正，补正的依据为 ～ 。

首先补正乳间距和肩胛骨凸间距，使MBTB=MBTB+（1～2），BPTP=MPTP+（0～1），再补正袖窿省和后肩省，使BBSDA=MBSDA，BFADA=FFADA。最终补正的纸样见图7。

2.4 东华原型补正效果的验证

分别按照直接用东华原型制图公式和用本文的补正方法所得纸样进行样衣制作，样衣穿着效果如图8和9所示。补正后的原型在袖窿处和后背处更平服，尤其对于肩部，未经补正的原型明显紧绷，且有一定的压迫感，而经补正的原型在肩部则有一定的松量，在后袖窿处也和人体之间有一定的空隙量。

3 结论

根据东华原型的制图原理，通过在三维人体模型上测量空间曲线、平面曲线的长度对原型相应宽度、高度和长度上的尺寸进行补正，通过测量空间直线的夹角对原型肩斜角进行补正，通过测量空间曲面的面积及一定的几何模型模拟对原型的袖窿省和后背省进行补正。经补正实验检验，补正后的原型更符合个体体型特征。

图7 东华原型的补正纸样

图8 未经补正的东华原型样衣效果

图9 经补正后的东华原型样衣效果

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On Donghua Prototype Correction Based on MTM

HAN Ming-ming WANG Zhao-hui
（Fashion and Art Design Institute,Donghua University,Shanghai,200051,China）

This paper puts forward a way of prototype correction based on MTM (Made to Measure).By applying reverse engineering technology and based on the point cloud data obtained from non-contact body scanning,a3Dhuman body modelhas been generated.According totheprincipleof Donghuaprototype,the relevant measurement project and methods of the human body have been defined on the body model.By comparing the size differences gained by formula calculation between the individual and Donghua prototype,correctionhasbeenmadeonDonghuaprototype.Thesamplegarmentcorrection experimentsverifythecorrection methods to be scientific and feasible,which provides a quantitative correction method when the prototype is applied in human bodies.

reverse technology;3D human body measurement;body shape analysis;prototype correction

TS 941.2

A

1674-2346(2015)01-0031-06

(责任编辑 田 犇)

2014－10－10

韩铭铭，女，硕士研究生。研究方向：服装工艺与设计王朝晖，女，副教授，博士。研究方向：服装工艺与设计