Исследование параметров телосложения мужчин с использованием систем трёхмерного сканирования

Размещено на http://allbest.ru

Исследование параметров телосложения мужчин с использованием систем трёхмерного сканирования

Усачёв Р.Ю., Шершнёва Л.П.

Аннотация

Приведены результаты исследование морфологических параметров мужчин с применением систем трёхмерного сканирования для выявления особенностей телосложения, влияющих на конструкцию мужских брюк.

Ключевые слова: морфологические параметры мужчин; системы трёхмерного сканирования; конструкция мужских брюк.

Введение

Изменение представлений мужчин об эстетике и удобстве предметов одежды за последние десятилетия привело к тому, что выпускаемая нашей промышленностью одежда не всегда удовлетворяет конечного потребителя. В связи с этим требуется новый подход к разработке конструкции мужских брюк, который был бы универсальным, т.е. позволяющим разрабатывать модели разных форм на различные типы телосложения и являлся бы беспримерочным. В связи с насыщением рынка товарами и ростом требований к качеству изделий одной из актуальных задач промышленности является обеспечение хорошей посадки изделия на фигуре человека, а именно мужских брюк на фигурах больших размеров.

Существующие способы конструирования одежды не обеспечивают решение этой задачи, так как ориентированы на горизонтальное положение линии талии на фигуре человека. Однако мужчины этой группы носят брюки ниже выступа живота, что приводит к смещению линии талии и тем самым к нарушению их баланса на фигуре. Появляются заломы на передней половинке от пояса к бокам, а на задней половинке наблюдается вздёрнутость деталей и заломы, идущие вверх из подъягодичной складки. Для устранения отмеченных недостатков необходимо изучить особенности телосложения фигур мужчин больших размеров и получить полную и точную информацию об их антропоморфных признаках.

Способы получения исходных данных

Целью настоящей работы является исследование морфологических признаков мужчин крупного телосложения с применением систем трёхмерного сканирования для выявления его особенностей, влияющих на конструкцию мужских брюк.

Известные способы получения исходных данных и изучения морфологических признаков не могут обеспечить конструктора полной и точной информацией об особенностях телосложения. Так сантиметровая лента не позволяет получить точные размерные признаки из-за деформации, как самой ленты, так и мягких тканей тела человека в процессе обмера, кроме того метод не даёт представления о форме тела человека. Фотография хотя и позволяет получить двухмерное изображение трёхмерного тела, но не даёт полных сведений о его форме, и не обеспечивает снятие обхватных размерных признаков.

Стереофотография позволяет получить пространственное изображение человека, но процесс получения и обработки информации сложен и трудоёмок, кроме того, не позволяет получить представление о скрытых участках тела. Создание скульптурной композиции тела человека - дорогой, трудоёмкий и неточный способ, к тому же зависит от квалификации художника-скульптора, его видения мира и мироощущений в данный момент (что не даёт объективной информации о форме тела человека). Построение двухмерной фигуры человека по абрису с применением метода прямоугольного проектирования - фронтальный и сагиттальный абрисы строятся по дискретным измерениям с тела человека.

С помощью этого метода можно приблизительно определить месторасположение точки на теле человека, но определить характер кривой, соединяющей эти точки, не представляется возможным. Для устранения отмеченных недостатков были разработаны системы трёхмерного сканирование. Их использование позволяет получить точную и объективную информацию о всей поверхности тела человека. Увидеть и изучить те участки, которые ранее были недоступны для изучения - внутренняя поверхность бедра, промежность, область паха и ягодиц.

Существующие системы дают возможность получения любых измерений (длин, проекционных измерений, обхватов) с исследуемого объекта в автоматическом или ручном режимах. Единственным недостатком этого метода получения исходной информации на сегодняшний день можно считать временное отсутствие в промышленности самого оборудования. Необходимость работы с таким оборудованием возникла в связи с тем, что наряду с изготовлением одежды на типовые фигуры, развиваются способы изготовления индивидуальных заказов промышленными способами.

За рубежом разработаны системы трёхмерного сканирования, которые позволяли получить точные данные и провести быструю обработку результатов. В разных системах процесс сканирования занимает от 30 секунд до нескольких минут. Само сканирование проводится с помощью лазера или с помощью специальных ламп.

Далее полученные данные передаются в компьютер, и на экране монитора возникает объемное изображение поверхности тела человека. Затем оператор-конструктор обрабатывает данные и получает необходимые размерные признаки. На сегодняшний день известны следующие системы.

Image Twin - разработчиком является американская компания Textile/Closing Technology Corporation, [ТС]² (www.tc2.com). Система использует лампы дневного света, создающие своеобразную двумерную «решетку» на поверхности тела человека. Сканер состоит из двух опор с камерами для получения двух видов спереди и одной, для получения вида сзади. Система позволяет получить со всей поверхности тела человека за 6 секунд 800000 точек в трёхмерном пространстве.

Ещё одна американская компания Cyberware (www.cyberware.com) разработала одноимённую систему трёхмерного сканирования с помощью лазера. Система состоит из двух опор с четырьмя сканирующими головками и специальной круглой площадкой для человека. На каждой из опор есть мотор, приводящий в движение сканирующие головки. Полное сканирование объекта занимает 30 секунд. Система имеет ограничения размера сканируемого объекта. Он не должен быть выше двух метров и не больше 120 см в диаметре.

Разработка французской компании TELMAT для сканирования трёхмерных объектов носит название SYMCAD (www.symcad.com). Сканер представляет собой кабинку с освещенной стеной, камерой и компьютером. После съемки на экране монитора появляется трёхмерное изображение объекта. Система позволяет получить более 70 размерных признаков.

Рассмотренные выше системы сканирования являются стационарными, что делает невозможной их транспортировку при необходимости выезда к заказчику. Помимо приведённых выше систем, в России существуют также трёхмерные системы сканирования, которые, к сожалению, не используются в швейной промышленности. Они предназначены для сканирования любых трёхмерных объектов, в частности человека, но не позволяющие получить размерные признаки в автоматическом режиме.

Такой системой является Konica Minolta VIVID 9i - высокоточная цифровая лазерная сканирующая система, осуществляющая быструю бесконтактную съемку объектов и их частей, представляя результаты в виде трехмерных точечных моделей.

С использованием специального программного обеспечения, полученные точечные модели обрабатываются до получения желаемого результата и могут быть представлены в виде точечной, полигональной или NURBS-модели (NURBs обозначает Non-Uniform Rational B-Splines, то есть неравномерные рациональные B-сплайны) объекта или его составных частей. Технология работ со сканером проста и не требует специальной квалификации: лазерный сканер устанавливается на расстоянии от 50 см до 2,5 метров от объекта и сканирует расположенные в поле зрения все предметы, далее полученные данные обрабатываются специальным программным обеспечением. Скорость сканирования 2,5 секунды одной стороны.

Ввиду своих малых размеров (221x412x282мм) сканер достаточно мобилен, что даёт определённые преимущества по сравнению со стационарными системами - есть возможность увидеть скрытые участки тела человека, а именно, внутреннюю поверхность бедра, ягодиц, промежности и паха. Эта информация крайне важна для правильного и полного представления о телосложении человека.

В отличие от стационарных сканеров, позволяющих отсканировать сразу всю поверхность тела человека, этот сканер сканирует объект с разных сторон по очереди, то есть сначала спереди, потом с одного бока, сзади и с другого бока (последовательность не имеет значения, также как и количество сторон).

Полученные цифровые копии сторон объекта обрабатываются в специальном программном обеспечении, поставляемом вместе со сканером. В нём они «сшиваются» в один целый трёхмерный объект. В этом же программном обеспечении удаляется вся ненужная информация - случайно попавшие объекты, находившиеся рядом со сканируемым объектом; убираются все цвета и тени (необработанный объект на экране монитора выглядит в виде трёхмерной фотографии); проводятся другие операции. Затем готовое, собранное изображение может быть экспортировано в любой известный графический формат.

Результаты исследования

Этот сканер был использован для получения необходимой информации о поверхности тела мужской фигуры с ярко выраженным выступанием живота. Полученный материал сканирования содержал около 160000 трёхмерных точек и был экспортирован в формат .dxf, для дальнейшей обработки в системе AutoCAD, как показано на рис. 1.

Помимо самого трёхмерного объекта, представленного в виде облака точек, с помощью специального программного обеспечения были сделаны сечения имеющегося объекта в плоскостях X, Y, Z через каждые 20 мм. Это дало возможность детально изучить поверхность тела человека по сечениям (абрисам) и получить необходимые данные для разработки конструкции мужских брюк на нетиповую фигуру с выступающим животом.

На рис. 2 показаны фронтальные сечения поверхности тела человека. Трёхмерное сканирование также даёт возможность определить природу возникновения тех или иных дефектов на мужских брюках. Используя специальное программное обеспечение, появилась возможность увидеть сагиттальное сечение (абрис) поверхности тела человека (рис. 3, а). Оно было получено тем же способом, что и фронтальные сечения (абрисы). Так как сагиттальное сечение в нижней своей части является средней линией брюк, то при разработке конструкции мужских брюк, необходимо учитывать полученные в процессе сканирования знания об особенностях мужской фигуры. Также необходимо учитывать и способ ношения брюк современными мужчинами.

В результате изучения способа ношения брюк мужчинами с выступающим животом установлено, как именно они предпочитают носить брюки (рис. 3, б). телосложение мужчина брюки сканирование

На рис. 3, б видно, что линия верхнего среза брюк располагается не горизонтально, а наклонно с понижением со стороны переда на 3-5 см (в зависимости от полноты). Кроме того, средняя линия передней половинки брюк должна отводится на 2-2,5 см.

Библиографический список

1. Коблякова Е. Б., Савостицкий А. В., Ивлева Г. С. и др. Основы конструирования одежды. 4-е изд., перераб. и доп. / под общей редакцией Кобляковой Е.Б. М.: Легкая индустрия, 1988.

2. Шершнёва Л. П., Ларькина Л. В. Конструирование одежды. М.: Инфра-М, 2006.

3. Дунаевская Т. Н. и др. Размерная типология населения с основами анатомии и морфологии. М.: Лёгкая индустрия, 1973.

Размещено на Allbest.ru