服装用标准女子人体模型的研究与应用
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摘要
服装纸样的设计规律一般是经过立体到平面、平面到立体的过程，这一过程所使用的重要工具载体就是人台。人台上运用立体裁剪的方法可以获得板型很好的服装纸样，制作完成的服装也需要在人台上审定造型的效果，人台已经成为服装设计与制作过程中不可缺少的重要工具。
如何设计和制作出符合我国国民体型特征的人体模型，一直是我国服装界历年来致力探索的问题之一。本文从国内外的人体模型的发展现状出发，分析造成我国人体模型现状的原因，在基础理论的层面上对人台作了研究与探索，对建立我国系列人台的号型尺寸提出建议，为使本文更加系统、完整，对人台的制作工艺与材料也进行理论分析与阐述，由日本对人台的研制过程得到启发，根据创造学中的思维法则和思维技巧，与专业知识相结合提出了人体线框模型的思想，试图用线框模型来解决人台的设计与制作，达到实用性的目的。
三维人体建模作为计算机人体仿真的一个组成部分，最早出现于航天工业的人机系统，随着计算机技术、计算机图形学及CAD技术的快速发展，三维人体建模也逐步进入到服装工业。在服装CAD中，二维服装CAD已相当成熟，有些功能已实用化，而三维服装CAD的大部分功能目前仍没有较好的实现商业化，其关键问题就在于三维人体模型的快速构造问题。
当前的研究方法是利用3D人体扫描系统等技术，一次性获得人体各个部位的点云数据点，利用基于体的方法对于封闭曲面上的数据点作三角剖分。这种方法对于分布比较均匀的点云数据点，可得到满意的效果。但对于分布很不均匀的点云数据点，应用此方法处理可能会出现三角网格拓扑不相容的情况。
在三维欧氏空间中，构造三维形体的方法是利用基本体素拼合成型和直接控制顶点两种。用基本体素进行拼合，对自由曲面形体的求交，以及此类形体的运算等，都是比较困难的问题。利用控制顶点进行形状设计，其所构造的曲线较易满足设计所需的数学特性，能保证曲线曲面连接处的一阶或二阶以上高阶导数的连续性。
本文在基于特征，特别是在确定特征部位的拟合曲线的基础上，结合参数化设计的思想，提出三维人体线框模型的造型方法，能够用曲线构造三维人体曲面，满足实用性三维人台的制作和设计的要求。如：等距离人台截面的形成、
摘要
在三维实体人台曲面磨光修正时控制一定精度的样板生成。
本文介绍的是利用线框模型思想来建立一种人体模型。建立起人体特征曲
线的数学模型，在计算机上利用三次贝塞尔曲线来逼近人体模型的形状，来实
现二维的纸样模型向三维人体模型的转换。
线框模型思想是运用创造工程学后思维的结果.总的思维路线是:几何形
体元素是点、线、面、体。由它们构成的几何元素造型为线造型、面造型、体
造型，线造型是线框造型，面造型是表面造型，体造型是实体造型。应用组合
思维技法，将二维的线框造型和三维体造型结合起来，运用特征表示法，提出
用三维线框构造人体特征曲面构想。整个研究成果归结于:在Visua1C++环境
下的运用OpenGL的图形系统库函数实现三维人体线框模型。利用三维人体线框
模型的各个曲线可以指导人台厂对人台的设计与制作、校正成品人台的板型。
本文的学术性、实践性与先进性的价值，由人体的标量测量量去构成三维的立
体人台，从而创新出一条人台设计与制作的应用之路。
The design regulation of the garment pattern is the process of from plane to solid and from solid to plane. The important tool is mannequin in this process. Designer can acquire the good pattern of garment with method of rittaisaidan on mannequin, and the garments finished are needed to confirm the state of wear on body stand. In general, mannequin has become an important tool, of the process of garment design and manufacturing.
How to design and manufacture the mannequin that match the bodily form of our citizen. This is one of the problems that are being groped by people of garment trade through years. This paper starts with the present condition of mannequin of home and abroad, and analyzes the reason of the present condition. The study researches mannequin on basic theoris, and puts forward the suggestion of establishing the series of our country's body stand. For system and integrity of this study, manufacturing technics and material of mannequin are analyzed in theory. Getting inspire from the process of manufacturing mannequin in Japan and according to ideation rule and sleight of creation theory, and combining with apparel knowledge, this study brings up the thought of human linetype frame model and wishes to manufacture mannequin with it to meet the need of practicability.
Three dimensional mannequin is a part of strypped-down body. It early appeared in the artifical and cyber-system of spaceflight industry. With the fast development of computer technique, computer graphics and CAD technique, the three dimensional mannequin has also enter the garment industry. In garment CAD, the part of two dimensional garment CAD has been well developed, which the part of function has been practical, meanwhile many function of three dimensional garment CAD still have not been realized well, which the key factor is the fast structure of three dimensional mannequin.
In the three dimensional space, the method of constructing three dimensional object is two ways that are moulding of putting together element and direct controlling vertex. In the moulding of putting together element, it is very difficult for getting point of intersection of free curved object and such operation of these objects. Meanwhile, the shape design with control vertex constructs curve which can meet the mathematics characteristic in need and guarantee the continuity of the first differential coefficient or above the second differential coefficient.
The study brings up the method of three dimensional human linetype frame model on the basis of curve simulation of certain characteristic part and the thought of parameter design. It may construct three dimensional body stand with curve and meet the need of three dimensional garment design, such as: the formation of mannequin section in equivalent distance.
The paper introduces to establish a kind of mannequin with the thought of human linetype frame model. The shape of the mannequin is approached by Bezier curve on computer so as to two dimensional pattern converts into three dimensional mannequin. Three dimensional human linetype frame model is realized by applicating the graphics function of OpenGL under the environment of Visual C++. The curve of the model may guide the manufacture of mannequins at factory.This study has certain technicality, practicality and advance.
如何设计和制作出符合我国国民体型特征的人体模型，一直是我国服装界历年来致力探索的问题之一。本文从国内外的人体模型的发展现状出发，分析造成我国人体模型现状的原因，在基础理论的层面上对人台作了研究与探索，对建立我国系列人台的号型尺寸提出建议，为使本文更加系统、完整，对人台的制作工艺与材料也进行理论分析与阐述，由日本对人台的研制过程得到启发，根据创造学中的思维法则和思维技巧，与专业知识相结合提出了人体线框模型的思想，试图用线框模型来解决人台的设计与制作，达到实用性的目的。
三维人体建模作为计算机人体仿真的一个组成部分，最早出现于航天工业的人机系统，随着计算机技术、计算机图形学及CAD技术的快速发展，三维人体建模也逐步进入到服装工业。在服装CAD中，二维服装CAD已相当成熟，有些功能已实用化，而三维服装CAD的大部分功能目前仍没有较好的实现商业化，其关键问题就在于三维人体模型的快速构造问题。
当前的研究方法是利用3D人体扫描系统等技术，一次性获得人体各个部位的点云数据点，利用基于体的方法对于封闭曲面上的数据点作三角剖分。这种方法对于分布比较均匀的点云数据点，可得到满意的效果。但对于分布很不均匀的点云数据点，应用此方法处理可能会出现三角网格拓扑不相容的情况。
在三维欧氏空间中，构造三维形体的方法是利用基本体素拼合成型和直接控制顶点两种。用基本体素进行拼合，对自由曲面形体的求交，以及此类形体的运算等，都是比较困难的问题。利用控制顶点进行形状设计，其所构造的曲线较易满足设计所需的数学特性，能保证曲线曲面连接处的一阶或二阶以上高阶导数的连续性。
本文在基于特征，特别是在确定特征部位的拟合曲线的基础上，结合参数化设计的思想，提出三维人体线框模型的造型方法，能够用曲线构造三维人体曲面，满足实用性三维人台的制作和设计的要求。如：等距离人台截面的形成、
摘要
在三维实体人台曲面磨光修正时控制一定精度的样板生成。
本文介绍的是利用线框模型思想来建立一种人体模型。建立起人体特征曲
线的数学模型，在计算机上利用三次贝塞尔曲线来逼近人体模型的形状，来实
现二维的纸样模型向三维人体模型的转换。
线框模型思想是运用创造工程学后思维的结果.总的思维路线是:几何形
体元素是点、线、面、体。由它们构成的几何元素造型为线造型、面造型、体
造型，线造型是线框造型，面造型是表面造型，体造型是实体造型。应用组合
思维技法，将二维的线框造型和三维体造型结合起来，运用特征表示法，提出
用三维线框构造人体特征曲面构想。整个研究成果归结于:在Visua1C++环境
下的运用OpenGL的图形系统库函数实现三维人体线框模型。利用三维人体线框
模型的各个曲线可以指导人台厂对人台的设计与制作、校正成品人台的板型。
本文的学术性、实践性与先进性的价值，由人体的标量测量量去构成三维的立
体人台，从而创新出一条人台设计与制作的应用之路。
The design regulation of the garment pattern is the process of from plane to solid and from solid to plane. The important tool is mannequin in this process. Designer can acquire the good pattern of garment with method of rittaisaidan on mannequin, and the garments finished are needed to confirm the state of wear on body stand. In general, mannequin has become an important tool, of the process of garment design and manufacturing.
How to design and manufacture the mannequin that match the bodily form of our citizen. This is one of the problems that are being groped by people of garment trade through years. This paper starts with the present condition of mannequin of home and abroad, and analyzes the reason of the present condition. The study researches mannequin on basic theoris, and puts forward the suggestion of establishing the series of our country's body stand. For system and integrity of this study, manufacturing technics and material of mannequin are analyzed in theory. Getting inspire from the process of manufacturing mannequin in Japan and according to ideation rule and sleight of creation theory, and combining with apparel knowledge, this study brings up the thought of human linetype frame model and wishes to manufacture mannequin with it to meet the need of practicability.
Three dimensional mannequin is a part of strypped-down body. It early appeared in the artifical and cyber-system of spaceflight industry. With the fast development of computer technique, computer graphics and CAD technique, the three dimensional mannequin has also enter the garment industry. In garment CAD, the part of two dimensional garment CAD has been well developed, which the part of function has been practical, meanwhile many function of three dimensional garment CAD still have not been realized well, which the key factor is the fast structure of three dimensional mannequin.
In the three dimensional space, the method of constructing three dimensional object is two ways that are moulding of putting together element and direct controlling vertex. In the moulding of putting together element, it is very difficult for getting point of intersection of free curved object and such operation of these objects. Meanwhile, the shape design with control vertex constructs curve which can meet the mathematics characteristic in need and guarantee the continuity of the first differential coefficient or above the second differential coefficient.
The study brings up the method of three dimensional human linetype frame model on the basis of curve simulation of certain characteristic part and the thought of parameter design. It may construct three dimensional body stand with curve and meet the need of three dimensional garment design, such as: the formation of mannequin section in equivalent distance.
The paper introduces to establish a kind of mannequin with the thought of human linetype frame model. The shape of the mannequin is approached by Bezier curve on computer so as to two dimensional pattern converts into three dimensional mannequin. Three dimensional human linetype frame model is realized by applicating the graphics function of OpenGL under the environment of Visual C++. The curve of the model may guide the manufacture of mannequins at factory.This study has certain technicality, practicality and advance.
引文
[1]夏鹏泽．服装用标准人体模型的研制与人体测量．服装科技，1999，37(6)：15～16．
[2]张祖芳，张家铭．标准人台研制与成衣工业．纺织学报，1994，15(5)：237～240．
[3]夏鹏泽，曾长松，王永成．“中国军人服装用人体尺寸数据库”抽测样本量确定．服装科技，2000年第7期：55～56．
[4]Jane E. Workman Elizabeth S. Lentz. Measurement Specifications for Manufacturers' Prototype Bodies. Clothing and Textiles Research Journal, 2000,18(4): 251～259.
[5]神田美年子等著，李世波译．服装立体构成的理论与实用技术．北京：纺织出版社．1987年．
[6]中泽愈著，袁观洛译．人体与服装．北京：中国纺织出版社．2001年．
[7]张文斌等编．服装工艺学-结构设计分册．北京：纺织工业出版社．1993年．
[8]邹奉元，陈敏之．日本大野顺之助人台的特征比较．浙江工程学院学报，2001，18(3)：172～176．
[9]缪元吉．服装加放量和间隙度的关系．上海纺专科技．1991，17(3)：6～9
[10]服装设计与工程编写组编．服装设计与工程．上海：东华大学出版社．2003年6月．
[11]Tae J. kang and Sung Min Kim 著 Development of threedimensional apparel CAD system. International Journal of Clothing Science and Technology,2000,12(1): 39～49.
[12]李辉，丁其湄．以网格边界线为连续条件三维人体重构成的实现．北京服装学院学报(自然科学版)，2002，22(1)：40～45．
[13]陈文飞，潘箐．人体体型灰色模型建立．中国纺织大学学报，2000，26(4)：14～16．
[14]X．Dai等著，方英译．服装虚拟试衣系统．国外纺织技术，2000，187(10)：30～32．
[15]张瑞云，李汝勤．服装CAD中三维数据的拾取与服装造型点的生成．中国纺织大学学报，2000，26(3)：48～50．
[16]姚怡．服装量体设计的探讨．服装科技，1999年第4期：39～40。
[17]李旭．三维人台、服装造型及衣片展开CAD技术的探讨。浙江工程学院学报，2002，19(3)：175～179．
[18]肖正扬，杨继新，刘健．基于三维服装CAD的可展面实现方法．东华大学学报(自然科学版)，2002，28(3)：29～33．
[19]李勇，付小莉，尚会超。三维人体自动测量系统及其模型建立的研究。天津工业大学学报。2001，20(5)：14～17．
[20]吴尔超，朱辉，励泰兴。三维服装CAD中人体模型的建立和实现．中国纺织大学学报，1989，15(6)：15～20．
[21]小池千枝原著，白树敏，王凤岐编译．文化服装讲座：立体裁剪篇．北京：中国轻工业出版社．2000年。
[22]佐藤典子 文，李当岐 译．中国服装业存在的问题．服装设计师，2001年第1期：47～49．
[23]洪允征．人体和服装测量术语的分化更新．服装科技，2000，2：20～21。
[24]张瑞云，李汝勤．服装CAD中三维人体数据处理与曲面拟合。中国纺织大学学报，2000，26(2)：50～52。
[25]王海霞。现代服装设计新理念—网络服装设计，服装设计师，2002，3：106～109．
[26]罗建坤，国内外服装CAD系统比较．服装科技，2000，2：52～53。
[27]п．н．комиссаров著，王建荣，苑敬民译。服装人体模型回转造型法．国外纺织技术，1998，156(3)：26～27．
[28]孙卫红，耿兆丰。用NURBS曲面快速构造人台．中国纺织大学学报，1995，21(4)：49～54．
[29]陈雁．人体着装动态模型．国外丝绸，1994，2：8～11．
[30]潘健华．服装人体工效学与服装设计．北京：中国轻工业出版社．2000年。
[31]王旭，赵憬．服装立体造型设计：立体裁剪教程。北京：中国纺织出版社．1996年。
[32]电子科技大学应用数学系。实用数值计算方法，北京：高等教育出版社．2001年。
[33]赵欲晓．浅谈人体计测的发展．服装设计师．2002，2：128～131．
[34]王萍．C++面向对象程序设计．北京：清华大学出版社．2002年
[35]谭明金．Visual c++图形编程技巧与实例．北京：人民邮电出版社．2002年．
[36]朱心雄．自由曲线曲面造型技术．北京：科学出版社．2000年．
[37]杨武功，代正军，赵秋林．openGL三维动画程序设计．北京：清华大学出版社．2000年
[38]李云飞，姜晓峰．计算机图形图像技术与应用教程．北京：北京希望电子出版社．2002年．
[39]Donald Hearn，M．Pauline著．蔡士杰，吴春镕，孙正兴等译．计算机图形学(第二版)．北京：电子工业出版社．
[40]服装设计与工程编写组编．服装设计与工程．上海：东华大学出版社．2003年6月．
[41]国家技术监督局．中华人民共和国国家标准GB／T 1335．1～1335．2—91之服装号型男子与服装号型女子．北京：中国标准出版社．1992年1月
[42]国家技术监督局．中华人民共和国国家标准GB／T 1335．1～1335．3—1997之服装号型．北京：中国标准出版社．1998年8月
[43]班小静．服装三维人台成型的研究．东华大学硕士毕业生论文．2000年12月．
[44]俞泳涛．中国军人体型特征分析及基准人体模型的研制．东华大学硕士毕业生论文．2002年1月．
[45]赫金勇．织物三维着装形态的仿真研究．东华大学硕士毕业生论文．2000年12月．
[46]谢红．女性形体识别及服装类别原型生成．东华大学博士毕业生论文．
[47]Shigeru Inui 著 Apreliminary study of a deformable body model for clothing simulation. International Journal of clothing Science and Technology, 2001, 13 (5).
[48][44]Kim k. P. Johnson, Nancy A. Schofield 和 Jennifer Yurchisim 著 Appearance and Dress as a source of Information: A Qualitative Approach to Data Collection. Clothing and Textiles Research Journal.2002,20(3): 125～137.
[49]He Yan and Susan S.Fiouito 著.CAD/CAM adopion in US textile and apparel industries, Clothing Science and Technology.2002,14(2): 132～140.
[50]Sarah Cosbey, Mary Lynn Damhorst 和 Jane Farrell—Beck 著 Development of an Instrument for a Vesual Analysis of Dress from Pictorial Evidence. Clothing and Textiles Research Journal,2002,20 (2):110～124.
[51]Cynthia L. Istook 著 Enabling mass customization: computer—driven alteration methods. Clothing Science and Technology, 2002,14(1):61～75.
[2]张祖芳，张家铭．标准人台研制与成衣工业．纺织学报，1994，15(5)：237～240．
[3]夏鹏泽，曾长松，王永成．“中国军人服装用人体尺寸数据库”抽测样本量确定．服装科技，2000年第7期：55～56．
[4]Jane E. Workman Elizabeth S. Lentz. Measurement Specifications for Manufacturers' Prototype Bodies. Clothing and Textiles Research Journal, 2000,18(4): 251～259.
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[7]张文斌等编．服装工艺学-结构设计分册．北京：纺织工业出版社．1993年．
[8]邹奉元，陈敏之．日本大野顺之助人台的特征比较．浙江工程学院学报，2001，18(3)：172～176．
[9]缪元吉．服装加放量和间隙度的关系．上海纺专科技．1991，17(3)：6～9
[10]服装设计与工程编写组编．服装设计与工程．上海：东华大学出版社．2003年6月．
[11]Tae J. kang and Sung Min Kim 著 Development of threedimensional apparel CAD system. International Journal of Clothing Science and Technology,2000,12(1): 39～49.
[12]李辉，丁其湄．以网格边界线为连续条件三维人体重构成的实现．北京服装学院学报(自然科学版)，2002，22(1)：40～45．
[13]陈文飞，潘箐．人体体型灰色模型建立．中国纺织大学学报，2000，26(4)：14～16．
[14]X．Dai等著，方英译．服装虚拟试衣系统．国外纺织技术，2000，187(10)：30～32．
[15]张瑞云，李汝勤．服装CAD中三维数据的拾取与服装造型点的生成．中国纺织大学学报，2000，26(3)：48～50．
[16]姚怡．服装量体设计的探讨．服装科技，1999年第4期：39～40。
[17]李旭．三维人台、服装造型及衣片展开CAD技术的探讨。浙江工程学院学报，2002，19(3)：175～179．
[18]肖正扬，杨继新，刘健．基于三维服装CAD的可展面实现方法．东华大学学报(自然科学版)，2002，28(3)：29～33．
[19]李勇，付小莉，尚会超。三维人体自动测量系统及其模型建立的研究。天津工业大学学报。2001，20(5)：14～17．
[20]吴尔超，朱辉，励泰兴。三维服装CAD中人体模型的建立和实现．中国纺织大学学报，1989，15(6)：15～20．
[21]小池千枝原著，白树敏，王凤岐编译．文化服装讲座：立体裁剪篇．北京：中国轻工业出版社．2000年。
[22]佐藤典子 文，李当岐 译．中国服装业存在的问题．服装设计师，2001年第1期：47～49．
[23]洪允征．人体和服装测量术语的分化更新．服装科技，2000，2：20～21。
[24]张瑞云，李汝勤．服装CAD中三维人体数据处理与曲面拟合。中国纺织大学学报，2000，26(2)：50～52。
[25]王海霞。现代服装设计新理念—网络服装设计，服装设计师，2002，3：106～109．
[26]罗建坤，国内外服装CAD系统比较．服装科技，2000，2：52～53。
[27]п．н．комиссаров著，王建荣，苑敬民译。服装人体模型回转造型法．国外纺织技术，1998，156(3)：26～27．
[28]孙卫红，耿兆丰。用NURBS曲面快速构造人台．中国纺织大学学报，1995，21(4)：49～54．
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[30]潘健华．服装人体工效学与服装设计．北京：中国轻工业出版社．2000年。
[31]王旭，赵憬．服装立体造型设计：立体裁剪教程。北京：中国纺织出版社．1996年。
[32]电子科技大学应用数学系。实用数值计算方法，北京：高等教育出版社．2001年。
[33]赵欲晓．浅谈人体计测的发展．服装设计师．2002，2：128～131．
[34]王萍．C++面向对象程序设计．北京：清华大学出版社．2002年
[35]谭明金．Visual c++图形编程技巧与实例．北京：人民邮电出版社．2002年．
[36]朱心雄．自由曲线曲面造型技术．北京：科学出版社．2000年．
[37]杨武功，代正军，赵秋林．openGL三维动画程序设计．北京：清华大学出版社．2000年
[38]李云飞，姜晓峰．计算机图形图像技术与应用教程．北京：北京希望电子出版社．2002年．
[39]Donald Hearn，M．Pauline著．蔡士杰，吴春镕，孙正兴等译．计算机图形学(第二版)．北京：电子工业出版社．
[40]服装设计与工程编写组编．服装设计与工程．上海：东华大学出版社．2003年6月．
[41]国家技术监督局．中华人民共和国国家标准GB／T 1335．1～1335．2—91之服装号型男子与服装号型女子．北京：中国标准出版社．1992年1月
[42]国家技术监督局．中华人民共和国国家标准GB／T 1335．1～1335．3—1997之服装号型．北京：中国标准出版社．1998年8月
[43]班小静．服装三维人台成型的研究．东华大学硕士毕业生论文．2000年12月．
[44]俞泳涛．中国军人体型特征分析及基准人体模型的研制．东华大学硕士毕业生论文．2002年1月．
[45]赫金勇．织物三维着装形态的仿真研究．东华大学硕士毕业生论文．2000年12月．
[46]谢红．女性形体识别及服装类别原型生成．东华大学博士毕业生论文．
[47]Shigeru Inui 著 Apreliminary study of a deformable body model for clothing simulation. International Journal of clothing Science and Technology, 2001, 13 (5).
[48][44]Kim k. P. Johnson, Nancy A. Schofield 和 Jennifer Yurchisim 著 Appearance and Dress as a source of Information: A Qualitative Approach to Data Collection. Clothing and Textiles Research Journal.2002,20(3): 125～137.
[49]He Yan and Susan S.Fiouito 著.CAD/CAM adopion in US textile and apparel industries, Clothing Science and Technology.2002,14(2): 132～140.
[50]Sarah Cosbey, Mary Lynn Damhorst 和 Jane Farrell—Beck 著 Development of an Instrument for a Vesual Analysis of Dress from Pictorial Evidence. Clothing and Textiles Research Journal,2002,20 (2):110～124.
[51]Cynthia L. Istook 著 Enabling mass customization: computer—driven alteration methods. Clothing Science and Technology, 2002,14(1):61～75.