男子胸部曲线特征点模型研究

高佩佩 尚笑梅

摘 要：为研究不同体型人群胸部曲线特征点在同一坐标系中的位置变化，选择了240名18～22岁在校成年男子作为研究对象，采集身高、胸围、腰围、臀围等4个部位的数据，对基础数据进行相关分析，根据显著性差异Sig.值大小，得到主要的体型指数，采用聚类分析，进行体型分类。在不同体型分类样本中，选择胸围曲线上的2个特征点a和b作为研究特征点，建立实验样本特征点坐标变化的回归方程，并用随机样本对回归模型进行验证。

关键词：聚类分析；体型分类；特征点；回归模型

中图分类号：TS941.19 文献标识码：B 文章编号：1674-2346（2016）02-0019-05

1 数字化仪输入

服装样板数字化输入技术包括数字化仪输入、扫描摄像输入以及扫描数字化仪输入。

数字化仪输入，也称“读图”，在服装CAD技术的初级阶段，是服装样板数字化的唯一手段。然而在现阶段，人们仍然摆脱不掉这种传统的、落后的样板数字化的手段，服装CAD系统中基础纸样输入部分通用设备仍是数字化仪，还有一小部分采用扫描仪和数码相机。究其原因，一是电脑制板技术还客观地存在着诸多问题，二是数字化仪输入手段比较容易掌握，三是目前数字化仪技术及硬件设备都较为成熟。但是就数字化仪输入服装基本纸样而言，在实际操作中仍然存在着不少问题。[9]

1）速度较慢耗时多。即使一个熟练工人输入一个规格的所有纸样也至少需要15分钟。其中大部分时间花费在固定纸样和纸样上各关键点的输入上，而且其速度和精度是成反比的，提高速度就意味着降低精度，所以速度太快也是不可取的。

2）精度较低。经数字化仪输入得到的纸样图与实际纸样尺寸之间仍然存在着一定的误差，这样经过多次放缩操作之后误差会越积越多，影响到输出纸样及排料图的准确性，最终会制约服装企业生产效率和生产质量的提高。

3）成本较高。目前我国服装行业构成中，2/3是中小型企业，而一台普通数字化仪也得几千甚至上万元，这对于目前我国服装行业而言也是需要慎重考虑的。

本文主要是探讨扫描数字化仪系统开发与研究问题。

2 扫描数字化仪输入

2.1 扫描数字化仪原理

如图1所示，扫描数字化仪硬件主要包含：图形拾取器、Y向梁、Y向驱动电机、Y向同步带轮、Y向同步带、X向同步带、X向同步带轮、X向驱动电机。

扫描数字化仪的图形拾取器就象“轨迹车”一样沿着工作台上的图形线迹进行“点”扫描，形成“点”数据文件。

样板轮廓图是有许多点组成的，在轮廓上取点，并不区分什么性质的点，是按运动机构的“步长”取点，点与点之间的距离是一个“步长”，而并非手工或者CAD画图一样，曲线曲率大的地方取点多，曲率小的地方取点少。

样板轮廓图是以等“步长”间距的点坐标表示起来，并且保存在文本文件中。

在硬件上无法定义点的性质，所以需要开发一个系统，能够自动识别点的性质类别，也就是读取“点”数据文件。

2.2 纸样轮廓点文件的处理

经过扫描数字化仪得到的点文件，只是以坐标的形式保存的。我们手工画纸样时，主要是先画出一些关键点，再用直线或者曲线一连接就完成了。点的类型无非包括直线点、曲线点以及一些关键的拐点。我们只要把点文件中的这些点判断出来，再用直线或者曲线连接，这样纸样结构图就很快出来了。对于一些关键拐点的判断也很重要，拐点其实属于直线点也属于曲线点，对于它的辨认，能使后面放码更加方便，因为放码就是根据服装纸样的一些关键拐点的放缩。

对于曲线的代替，常用到贝塞尔曲线，能够对直线和曲线同时进行很好地模拟，并且贝塞尔曲线在自然界中是最完美的曲线，用于服装结构设计能够很好的适合人体。且曲线的阶数越高模拟的效果越好。因此，先找到拐点，两拐点的线段用贝塞尔曲线进行拟合。并且绘制服装模型时一般是沿顺时针方向绘制，可以认为是有许多条有向线段构成的。如图2所示。

2.2.1 拐点

拐点就是分别与前点、后点连成直线的斜率变化非常大，或者说发生了突变。但由于直线的斜率有可能为无穷大，这种情况需要单独考虑，为了用一种方式直接描述完所有的情况，可以用线段的方向角（与x轴正向的夹角）来代替斜率进行拐点的判断。数学中常用线段方程的二阶导数在一点处的值，即斜率的变化率来判断这个点是不是拐点。程序中就利用一点两侧线段的方向角的差值，当其超过一阈值时就可判定此点是拐点。（见图3）

如图5为程序进行判断出来的效果图：

2.2.4 同类型点的简化

因为扫描数字化仪取点是根据等步长取的，这时会出现这样一个问题，就是在一条直线上可能会取很多点，这时，我们需要把在同一直线上的点合并，曲线合并亦然。

直线合并：我们通过函数CPointDoc：：CompareDirectLine（）实现直线合并的。直线合并比较简单，只要判断出相邻线段为直线，就合并；如果相邻两线段不是直线，停止合并。

曲线合并：我们通过函数CPointDoc：：CompareCurveLine（）实现曲线合并的。判断曲线合并时，如果第一段和第二段为曲线，第三段不为曲线则合并前两段曲线；如果前两段为曲线，第三段也为曲线，则继续判断，如果判断到第n段不为曲线，则合并前n-1段曲线。

3 结论

本研究引入了一种新的服装样板数字化输入方法，即扫描数字化仪输入法，该方法在概念、原理、技术等方面都是新的，弥补了数字化仪输入的不足，并且为服装样板数字化输入系统的软硬件技术发展提出了新的方向。

随着扫描数字化仪硬件和软件逐步完善，为服装样板输入提供了一种新的方式的同时，更希望它能广泛的运用到服装工业化生产中去，在提高服装生产效率的同时为企业带来更大的经济效益。

Abstract：This paper makes a study on digitized input technology of clothing pattern， points out the shortages in digitizer input， the main means of clothing pattern input at present， puts forward a new way of pattern input， i.e.， the scanning digitizer input， and expounds the term in conception， principle and technology， etc.

Key words：digitized input technology of clothing pattern； digitizer； scanning digitizer

（责任编辑：竺小恩）