基于三維人體掃描的女大學(xué)生體型研究

基于三維人體掃描的女大學(xué)生體型研究

目前，血液取樣的研究有兩個(gè)主要思路：一是從服裝材料的性能角度研究服裝材料和服裝的濕潤(rùn)、熱傳遞性能和觸碰舒適度；首先，從服裝的形態(tài)上，研究人體的體型和服裝之間的關(guān)系，提取人體的具體成分，并將樣本的配置和分析作為這項(xiàng)研究的一般方法。在這項(xiàng)研究中，這項(xiàng)工作使用了第二種研究方法，以測(cè)量上海的女性學(xué)生的體重。從不同角度分析了該組的下降類(lèi)型。這決定了該消費(fèi)者的服裝設(shè)計(jì)和平臺(tái)開(kāi)發(fā)有助于發(fā)展這一消費(fèi)群體。該研究方法可以推廣到其他年齡和性別群體。女性下半身體型變化大,脂肪層厚,而且本身具有寬廣的運(yùn)動(dòng)范圍.與服裝樣板設(shè)計(jì)的關(guān)系主要集中在支撐下半身服裝的腰、臀和襠部的結(jié)構(gòu)和形態(tài).近年來(lái),由于下體本身的特點(diǎn)和穿衣活動(dòng)的復(fù)雜性,研究人員的研究主要集中在上體體型和整體體型的分類(lèi),很少基于下裝設(shè)計(jì)對(duì)下體體型特征進(jìn)行深入有效的研究.隨著工業(yè)技術(shù)和生活水平的提高,在穿著外廓型的美觀的同時(shí),人們也要求在進(jìn)行各種活動(dòng)時(shí)感覺(jué)舒適,這就對(duì)下裝的合體性和舒適性提出了更高的要求.褲子的設(shè)計(jì)既要求穿著合體,外觀美觀,同時(shí)滿(mǎn)足人體基本運(yùn)動(dòng)的需要,而對(duì)下體體型特征的有效分析是褲裝合體性研究的基礎(chǔ),所以,有必要探求一種更合理、科學(xué)的方法對(duì)下身體型進(jìn)行深入研究.1研究對(duì)象的確定本次研究以華東地區(qū)的女性為研究對(duì)象,在招收上海市生源的大學(xué)內(nèi)隨機(jī)采集測(cè)量樣本——18~22歲在校女大學(xué)生.采用三維人體掃描儀和馬丁測(cè)量?jī)x等測(cè)量設(shè)備和工具,非接觸式測(cè)量和手工測(cè)量相結(jié)合.測(cè)量樣本靜態(tài)站立,如圖1.女性下體體型特性參數(shù)包括長(zhǎng)度、寬度和厚度.表1所示為各個(gè)測(cè)量項(xiàng)目及它們的描述性統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果.同時(shí)在實(shí)驗(yàn)工程中被測(cè)者需要填寫(xiě)一份關(guān)于本人生活方式、著裝態(tài)度與購(gòu)買(mǎi)行為的問(wèn)卷調(diào)查表,為未來(lái)針對(duì)這一消費(fèi)群體的下裝設(shè)計(jì)和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)提供有價(jià)值的信息.對(duì)人體部位的測(cè)量因個(gè)體差異較大,故原則上樣本數(shù)量越大,分析結(jié)果越精確.但樣本數(shù)量往往受到研究投入的人力、物力、時(shí)間等實(shí)際情況制約.樣本容量(N)的確定根據(jù)測(cè)量所允許的誤差大小而決定.N=(1.96×SΔ)2Ν=(1.96×SΔ)2,其中:1.96為置信度為95%的概率;S為標(biāo)準(zhǔn)差;Δ為允許誤差.根據(jù)國(guó)家服裝號(hào)型標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的成年人體各部位尺寸的允許誤差和標(biāo)準(zhǔn)差,對(duì)本次測(cè)量的18個(gè)體型指標(biāo)(見(jiàn)表1)允許誤差和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計(jì)算得到樣本數(shù)量為170~180左右.故本次研究選182作為樣本容量.續(xù)表為了更有效地描述人體在腰、腹、臀的曲面特征,提取了描繪臀部特征的派生變量.圖2為臀圍和后臀突關(guān)系散點(diǎn)圖,圖3為腹圍和前腹突關(guān)系散點(diǎn)圖.從圖2和3可以看出臀圍的增加主要是臀圍厚度方向引起的,腹圍的增加主要是腹圍厚度方向的增加引起的,即在腹、臀部位厚度方向的增加超過(guò)寬度方向的增加.所以在提取臀部厚度特征值中引用了描述凸肚度和翹臀度的變量X19(凸肚度)和X20(翹臀度),在胯部凸起特征值中引用了X21(突胯度),以及在考慮臀部厚度和寬度方面的整體豐滿(mǎn)度時(shí),采用臀橫矢徑比X22:腹臀厚/臀寬(X12/X18),如表2.2結(jié)果和討論2.1建設(shè)大型設(shè)計(jì)和回歸模型的建立下體體型的特型尺寸中,腰圍、腹圍、直襠、臀圍、臀寬、腹臀厚等尺寸容易在人體掃描儀中設(shè)定并直接提取數(shù)據(jù),但對(duì)于掃描儀無(wú)法獲得的襠部數(shù)據(jù)如上襠總長(zhǎng)以及與腹、臀截面特征直接相關(guān)的凹進(jìn)量,直接獲得測(cè)量數(shù)據(jù)有很多困難,這些部位的測(cè)量有時(shí)需要借助手工測(cè)量工具來(lái)完成,而這些數(shù)據(jù)往往與裙、褲下裝的樣板設(shè)計(jì)密切相關(guān).如前腹突、后臀突、側(cè)胯突與裙和褲的前、后以及側(cè)縫省省量大小的設(shè)計(jì)直接相關(guān).為了更方便快捷地將人體測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用到樣板設(shè)計(jì)的實(shí)踐中,有必要研究圍度、高度等數(shù)據(jù)與襠部尺寸的相關(guān)關(guān)系.上襠總長(zhǎng)除了與直襠長(zhǎng)相關(guān)外,與腹部和臀部的弧面的凸起狀態(tài)有關(guān).表3是上襠總長(zhǎng)與這3個(gè)變量回歸分析的模型系數(shù)表,結(jié)果說(shuō)明,第二列給出3個(gè)回歸模型的回歸常數(shù)及回歸系數(shù),最終回歸式為模型:X8=49.94+4.52X19-10.14×X20+1.12X7.模型引入3個(gè)自變量.回歸模型的回歸常數(shù)和回歸系數(shù)是顯著的.可見(jiàn)三者對(duì)于上襠總長(zhǎng)起到了較主要的作用.2.2肢體肢體特征相關(guān)因子的特征值及類(lèi)型化檢測(cè)由于與服裝樣板設(shè)計(jì)的關(guān)系主要集中在支撐下裝的腰、腹、臀和襠部的結(jié)構(gòu)和形態(tài),有必要對(duì)臀部眾多特征指標(biāo)進(jìn)行主成分分析.通過(guò)主成分分析,將眾多測(cè)量變量中相關(guān)比較密切的幾個(gè)變量歸為一類(lèi),利用因子分析減少人體測(cè)量數(shù)據(jù)的變量,以少數(shù)幾個(gè)具有代表性的綜合指標(biāo)反映原始測(cè)量數(shù)據(jù)中的大部分信息.表4顯示了與臀部整體特征相關(guān)的11個(gè)變量因子的特征值.因子特征值代表各因子所能解釋的方差.一個(gè)因子的貢獻(xiàn)率越大,也就是解釋的方差越大,說(shuō)明因子包含原有變量信息的量越多.在初始特征值中前3個(gè)因子的特征值均在1以上,它們的累計(jì)貢獻(xiàn)率為91.88%,可以認(rèn)為這3個(gè)因子包含了全體變量的大部分信息.故在11個(gè)變量因子中提取了3個(gè)主要成分變量.所有原始變量按每行絕對(duì)值最大元素對(duì)應(yīng)的因子歸類(lèi),如表5所示,如臀圍、翹臀度、腹圍、腰厚、臀圍厚、腰寬和臀寬歸為因子1;腰圍、凸肚度和細(xì)腰突胯度歸為因子2;同理豐滿(mǎn)度歸為因子3.根據(jù)各個(gè)組成因子所代表的變量含義給各個(gè)因子重新命名,因子1命名為臀部形態(tài)因子,因子2命名為腰部形態(tài)因子,因子3命名為豐滿(mǎn)因子,至此,描繪臀部11個(gè)原始特征變量轉(zhuǎn)成為3個(gè)變量.2.3體型分類(lèi)和分布對(duì)臀部形態(tài)因子、腰部形態(tài)因子和豐滿(mǎn)因子分別聚類(lèi)為3類(lèi),每個(gè)聚類(lèi)中心和測(cè)量樣本數(shù)如表6中第三、四列所示,組別中的A,B和C在各組里分別代表因子所代表的特征指標(biāo)的低于正常水平,正常水平和高于正常水平.通過(guò)聚類(lèi)分析,得出上海地區(qū)女大學(xué)生按照3大因子得到的體型分類(lèi)和分布情況.臀部形態(tài)因子中屬于C類(lèi)即翹臀體與正常體所占比率相近分別為36.9%和37.4%;腰部形態(tài)因子中正常體所占比重超過(guò)了一半,A類(lèi)和C類(lèi)比率各占剩下的一半,C類(lèi)較高于A類(lèi);豐滿(mǎn)因子中屬于C類(lèi),即較豐滿(mǎn)類(lèi)體型的比率為32.5%,比較不豐滿(mǎn)類(lèi)體型所占比率高.通過(guò)對(duì)182個(gè)測(cè)量樣本的分析,可以得出各個(gè)樣本3大因子的得分和組別類(lèi)型.隨機(jī)選取12個(gè)樣本,根據(jù)3大因子的得分判斷這些樣本的組別.表7是這些樣本的組別類(lèi)型分析結(jié)果.3下裝設(shè)計(jì)中的體型識(shí)別應(yīng)用主成分分析提取代表上海地區(qū)女大學(xué)生下體臀部體型特征的3個(gè)因子,根據(jù)組成因子的變量?jī)?nèi)容將因子命名為:臀部形態(tài)因子、腰腹形態(tài)因子、豐滿(mǎn)因子.3個(gè)因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率為91.88%,包含了全體變量的大部分信息.對(duì)于不宜測(cè)量的襠部重要變量建立了回歸模型.模型易于應(yīng)用到下裝樣板設(shè)計(jì)中,同時(shí)提出了3大形態(tài)因子識(shí)別臀部體型特征和對(duì)測(cè)量樣本的分類(lèi)