基于衬衫部件重构的纸样设计方法

蔡 兰，厉 旗，李鹏威，尚笑梅

(1.苏州大学纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215021;2.利诚服装集团股份有限公司，江苏 苏州 215129)

人们对服装合体性的高要求，使其成为服装定制的终极目标，是影响服装外观及舒适性的一个重要方面，甚至被认为是影响服装销售重要的因素之一［1］。常规性服装有时很难满足少数人群的合体性要求，只能定制，但定制成本较高。人体整体就是一个特体，而服装对应人体部位可拆分成各个部件，比如领、袖、衣身等，衣部件与人体的相应部位存在着必然的关系。同时，人体的各部位可分散到不同的号型档中，即一个人可以是40 cm的领子，36 cm的肩，104 cm的胸围。那么根据人体部位将对应的衣部件即结构轮廓进行重构就能生成满足人体体型的服装，不像定制那样直接制版或在已有的版型上做调整［2］。本文借鉴石秀金等［3］的研究成果，将人体分解成由身段和界面构成的人体部件，再通过人体轮廓信息进行定位组装生成虚拟人体的理念，结合服装定制系统中体型分类标准［4－6］，数理统计或者人工智能法进行体型识别［7－8］，以及其智能生成的流程，依据衬衫规格设计直接通过CAD绘制系列矢量样版并分解成矢量部件，再由个体部位所属号型档重构矢量部件。这种方法利用部件重构兼顾了服装定制的成衣化和满足个体尺寸的个性化，为实现批量化常规性服装的个体样版修正提供了一种新的设计方法。

1 实验部分

1.1 实验原理

体型分析和号型制定是服装工业化生产的重要基础。个性化批量定制中，服装规格的制定需要更加细化、人体拟合程度更高的号型分类方法，但体型分类的细化和高要求的号型设置增加了服装定制系统的复杂性。本文用CAD生成的基础系列号型矢量样版作为样版部件库，根据人体部位尺寸所属号型档从库中提取矢量部件重构生成新个体样版。其生成过程及其具体技术路线如图1所示。

图1 样版部件重构技术流程图Fig.1 Pattern parts reconstruction technology flow chart

该过程弱化了体型分类，根据纸样结构将对应的人体控制部位作为子元素分别与GB/T 1335.2—2008《服装号型女子》标准号型配置中的数值匹对归档，并以1/2号型档差作为归档临界点。

在体型覆盖率较大的A型体中，本文实验女子身高“号”胸围“型”分别覆盖了145～180 cm和7～100 cm;根据归档规律对应人体尺寸分别覆盖到142.5～182.5 cm和70～102 cm。采用数值匹对总能找到相应范围内的号型档，避免由体型累积差异而引起较大的尺寸差，在此只需设计A型体系列样版。人体控制部位归档后对应到成衣规格(如身高对应衣长)，以其所属号型档作为提取矢量部件的名称。矢量部件是指CAD绘制的矢量样版根据规格设计拆分成的矢量轮廓，为确保样版和服装的结构形态，在拟合生成新样版时，不改变轮廓的形状和尺寸只进行位置的变动，同时保证各拼接部位线条长度的配伍是实现本重构部件实验的关键。

1.2 实验样本

本文选取标准较合体女衬衫为对象，前片设有腋下省，后设肩省，收腰。实验样本来源于《中国服装用人体信息数据库》［9］。

个性体具体指号与型配备不符合国标，或者胸腰差值不在国标体型范围内，或者决定样版成品规格的各个控制部位所属号型不同的人群。其中，选取的控制部位要能确定体型、号与型的配备，决定衬衫成品规格。确定个性体样本最终参考的人体控制部位为身高、胸围、腰围、领围、肩宽。

控制部位的归档处理:依据定制规格中的个体尺寸替代成品规格中的号型部位尺寸［10］，从而判定出个体不同部位尺寸所属的号型档。以国家号型标准为例，采用号型间的1/2档差作为临界点(例如号临界值=(号±2.5(1/2号档差)))划分出值域，进行归档。归档时，长度上参考号的归档，围度上参考型的归档;当部位尺寸处在临界值时，一般归档到较小的号型档;某一部位出现2种或以上归档情况时要结合其他部位号型档，尽可能选取同一号型档，以减少变化部位，尽量将变化集中到同一样片上。

1.3 基础系列样版

女衬衫号与型的配备包含了国标A型体中一号配一型的所有情况及相对于号，型小一档的6个号型尺寸。为减少制版次数，以中间号型为母样版进行放码。同时为保型，只以母版上下各推一档。以150/76A、160/80A、165/88A、175/92A、180/100A为中间档完成15个女衬衫样版系列。

1.4 样版部件

人体关键部位的尺寸转化为成衣规格后决定轮廓线的尺寸，将人体关键部位所属号型对应到成衣部位，依据部位号型提取部件。文中通过CAD绘制矢量样版，号型作为样版名称，将样版拆分成矢量部件即样版局部轮廓作为子元素，根据成衣规格部位与结构设计之间的关系，构建由衣长、胸围、腰围、领围、肩宽及袖长决定的部件小集合。生成的系列矢量样版即可创建部件库，该部件库是由号型和部位为名称的矢量图构成。如衣长归档后，直接提取其号型档下衣长所决定的矢量部件组。

成衣规格部位所决定的样版矢量部件为:衣长组决定衣长度，领围线、胸围线、腰围线和下摆的位置;胸围组决定围度上胸围、胸宽和背宽的大小、胸省的大小和位置及袖窿弧线的形状、大小，袖山弧线、袖山高、袖肥、袖口;腰围组决定衣身上腰围的大小及侧缝线(实验时不考虑腰围的归档，以胸围为准);领围组决定衣身上领窝弧线的形状和大小;肩宽组决定前后肩宽的大小及肩斜线;袖长组决定袖长度及袖口线的位置。

领样版部件由样本中领围号型决定，袖样版部件由胸围和衣长号型决定。由于领、袖样版部件提取和重构处理较简单，本文不再做说明。

1.5 部件组装形式

本文生成个体样版时，为保型及尽量减少修版部位和次数，仅通过对衣身上领窝弧线、袖窿弧线及肩线轮廓作一定的位置调整，从而达到适体的效果。样版重构时，先提取衣长组矢量轮廓，确定其他部件的位置，再提取其他样版部件进行定位组装。最终通过旋转肩斜线或袖窿弧线，从而确定二者拟合的具体位置。以衣长(170/92A)、胸围(175/96A)、领围(180/100A)、肩宽(165/88A)都不在一个号型档的女样本为例，其部件提取及组装形式如下。

1)提取个性样本不同规格部位对应号型档下的样版矢量部件。

2)提取衣长号型(170/92A)下的衣长组样版矢量部件，确定前后中心线、胸围线、腰围线、下摆线的位置。

3)提取领围号型下领部件，保持领窝弧线部件大小不变，直接将提取的领弧线部件平移到衣长所在号型档样版的前后中心线处的领起点进行对接。

4)提取胸围号型下胸围组样版部件:胸围线、下摆线、袖窿弧线、腰围线、侧缝线、背宽线，对接到衣长号型样版对应的位置。对于略收腰的女衬衫，其衣长和胸围的号型不同档时，侧缝线在腰围线处出现交叉或岔开。当衣长的号型比胸围的小时，侧缝线发生交叉。

5)提取肩宽号型下肩宽组样版部件，将肩斜线上的侧颈点，对接到领围所属号型的领窝样版的侧颈点，完成样版部件重构的组装环节。

6)定位组装后，通过旋转肩斜线或袖笼弧线得到封闭的样版即为重构实验拟合的个性样版。

2 实验结果

2.1 样版部件重构

在样版部件拟合时有2种处理方法:一是保证前后肩宽尺寸不变，改变肩斜线的尺寸、位置和袖窿弧线的位置;另一是保证肩斜线尺寸不变，改变肩斜线的位置、肩宽值和袖窿弧线的位置，分别如图2、3所示。

图2 肩宽不变的样版拟合示意图Fig.2 Fitted pattern of constant shoulder width

图3 肩斜线不变的样版拟合示意图Fig.3 Fitted pattern of constant shoulder slash

图2中保证肩宽不变，先定出前后肩宽的值域，即到直线a、b的距离;再将肩斜线的侧颈点对接到新领围线上的侧颈点(如图2中虚线所示)，然后将提取的袖窿弧线分别以点A、A'为圆心进行旋转与直线a、b相交(如图2中点划线所示)，再旋转肩斜线与袖窿弧线上止点交于点B、B'，这样就保证了袖窿弧线上的肩点到前后中心线的距离正好为肩宽的大小。拟合后的样版为虚线和点划线构成的封闭区域。这种处理方法保证了肩宽值和袖窿弧线的弧形及弧长不变，但同时也会出现肩斜线变短或变长，可能造成前后肩线的长度不一致，后期还需要通过工艺手法处理。若其变化量偏小，可作为肩线的缝合吃势。若是差量较大，可采用第2种方法拟合。

当保证肩斜线不变，提取的样版轮廓定位组装后，分别以肩斜线的侧颈点为圆心，以袖窿弧线的侧胸点为圆心进行旋转，前后分别交于点C、C'，即完成拟合，如图3所示的虚线和点划线构成的封闭区域。这种处理方法减少了实验处理的难度，保证了肩斜线长度和袖窿弧线的弧形及弧长不变，但会引起前、后肩宽值和前胸宽、后背宽值发生变化，这些变化的有效值域还需要通过大量的实验数据进行探索。

2.2 试衣验证

采用三维试衣软件对个性样版进行验证，先以样本体型尺寸设置模特，再输入拟合的样版进行虚拟试衣。样片采用不同的颜色以突出试衣效果。试衣效果如图4所示。试衣过程表明，以服装部件式重构样版的方法是可行性。

图4 女衬衫的虚拟试衣效果图Fig.4 Blouse virtual fitting effect

3 数据处理

为探究重构部件纸样设计方法的特点，对重构实验数据进行提取、分析并寻找其可能存在的某种数学关系。为此，以国标为依据，将衣长、胸围、领围、肩宽分别设定为单一变量构造理想实验。每个变量以女子中间体160/84A为基准上、下各3个档，4个变量共24组，每组皆采用上述2种方法重构。

重构实验引起的变量如下。方法1:长度上有肩斜线长度，前胸宽，后背宽;角度上有肩斜线旋转角度，袖窿弧线旋转角度;以及拟合后，前、后领窝弧线与肩斜线的夹角和前、后袖窿弧线与肩斜线的夹角。方法2:除不测肩斜线长度改测肩宽值外，其他变化量同方法1。采集这些变量作为重构实验数据。

对实验数据运用SPSS分析，构建函数模型，模型回归系数用k表示，模型的相关系数用p表示。探讨重构实验存在的数学关系。

1)袖窿弧线角度和胸宽、背宽的关系。胸围号型为160/84A不变时，前、后袖窿弧线旋转角度(1指前，2指后)与胸宽和背宽的函数关系为:y1=0.107x1+ 0.003，k=0.999;y2=0.157x2－0.003，k=1.000。

2)方法1、2引起的变量与档差存在的关系。仅衣长变化，方法1、2下档差(xb)与前、后肩斜旋转角度(ys)之间的函数表达式分别为:ys1=－1.478 xb1－0.043，k=1.000;ys2= －2.087 xb1－0.35，k=－0.997;ys1= －1.834 xb2－0.146，k=1.000;ys2=－2.492 xb2－0.567，k= －0.997。方法 2下档差(xl)与前、后袖窿弧线旋转角度(yh)之间的函数关系分别为:yh1= －0.584 xb2－0.168，k=0.990;yh2=－0.734 xb2－0.328，k= －0.993。

仅领围变化，方法1、2下档差(xn)与前、后肩斜旋转的角度(ys)之间的函数表达式分别为:ys1=－1.177 xb1－0.383，k= －0.994;ys2= －0.255 xb1－0.007，k= －0.999;ys1= －0.733 xb2－0.35，k=－0.955;ys2=0.105 xb2－0.013，k=0.997。方法 2下档差(xb)与前、后袖窿弧线旋转角度(yh)之间的函数关系分别为:yh1=0.500 xb2－0.115，k=0.990;yb2=0.616 xn2－0.057，k=0.997。

仅胸围变化时，方法1、2前后袖窿弧线的旋转角度(xh)以及对应前后肩斜线的旋转角度(ys)和档差(zb)之间存在着函数关系。分别为:

zb1= － 0.258 xh1+0.468 ys1+0.077，p=0.997

zb1= － 0.256 xh2+0.497 ys2+0.027，p=0.998

zb2= － 0.312 xh1+0.439 ys1+0.074，p=0.997

zb2=0.059 xh2+0.776 ys2+0.272，p=0.999。方法2下前后肩宽(xw)与前后肩斜线旋转角度(ys)之间的变化关系分别为:ys1=11.518 xw1+0.26，k=0.999;ys2=10.048 xw2+0.264，k=0.999。

仅肩宽变化时，方法1、2下前后袖窿弧线(xh)和对应肩斜线旋转角度(ys)与档差(zb)之间的关系分别为:zb1=0.894 xh1－0.385 ys1－0.208，p=0.998;zb1= －1.078 xh2－0.605 ys2－0.234，p=0.998;zb2=1.871 xh1－1.318 ys1－0.322，p=0.995;zb2=2.212x xh2－1.795 ys2－0.307，p=0.997。方法2下前后肩宽(xw)与前后肩斜线旋转角度(ys)之间的变化关系分别为:ys1=－12.264 xw1+0.716，k=0.857;ys2= －8.538 xw2+0.276，k=0.934。

3)肩宽与肩斜线的关系。由设定的理想实验所得数据，同一组合类型(如仅衣长变)，若方法1中肩斜线减短，则方法2中的肩宽必然变大，二者呈现相反的变化趋势。

总之，样版的衣长、领围、胸围和肩宽变化时，都是通过调节袖窿弧线和肩斜线来找到四者的平衡点实现样版的拟合。当胸围和肩宽同属一个号型时，采用方法1仅需调节肩斜线的角度和长度即可完成拟合，且样版的胸宽和背宽都不发生变化。而方法2则需通过袖窿弧线和肩斜线变化来平衡样版的结构。

4 结论

本文重点研究样版部件的重构方法，创造性地提出了一种新的纸样设计方法。通过部件重构避开了复杂的体型分类，替代了从零制版的全过程，且能满足少数特殊体型群体对常规性服装的适体性要求，兼容了成衣批量化和样版个性化设计，降低常规服装的定制成本。这种方法可以通过归档后批量生产，快速便捷，为该类服装的智能化定制提供一种新的实现方法。

1)基于样版部件重构的纸样设计方法是可行的。

2)通过数理分析，构建的样版部件重构模型皆呈线性关系。

3)重构模型的建立为实现个性样版的快速智能生成提供了可能。

4)随着人体部位和衣部件的不同产生的线性关系不同(具体关系差异见正文所述)。

由于样版部件重组的多样性，还需要大量实验完善重构模型。本文是部件重构的方法研究及路径探索，为本方向的更深入研究提供参考。

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