автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Проектирование виртуальных систем "женская фигура-одежда" с разной объемно-силуэтной формой

На правах рукописи

ЛОЮмг

Ло Юнь

Проектирование виртуальных систем «женская фигура-одежда» с разной объемно-силуэтной формой

Специальность 05.19.04 Технология швейных изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново - 2011

1 ДПР 2011

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Ивановская государственная текстильная академия" и Чжэнчжоусском технологическом университете (КНР).

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Кузьмичев Виктор Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Комиссаров Игорь Иванович,

кандидат технических наук, доцент Афанасьева Наталья Валериевна

Ведущая организация - ЗАО «Юнистайл Холдинг» (г. Иваново).

Защита состоится 28 апреля 2011 г. в ю часов на заседании диссертационного совета Д212.061.01 при Ивановской государственной текстильной академии по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановской государственной текстильной академии.

Текст автореферата размещен на сайте ИГТА:

http://www.igta.ru/html/raznoe/avtoref/kandidatsk.html.

Автореферат разослан 25 марта 2011 г.

А

Ученый секретарь диссертационного совета

Кулида Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Успешное развитие в будущем легкой промышленности Китая и России как существенное условие национальной безопасности и независимости возможно при обеспечении высокого качества получаемых изделий и услуг, которое закладывается на этапах проектирования одежды. Набирающее силу постепенное улгеньшение роли массового производства и его трансформация в новую сферу с более гибкой индивидуализацией и персопализацией в сочетании с новейшими схемами продвижения товаров к потребителям основываются на новых процессах и технологиях. Поэтому эта тенденция невозможна без развития процесса проектирования, его ускорения, научного обоснования и повышения гибкости за счет использования совершенных технических средств. Современные компьютерные технологии и реализующие их технические средства позволяют применять принципиально новые подходы к решению всех проблем в области дизайна одежды в условиях технологий виртуальной реальности и трехмерной визуализации.

Индивидуализация промышленного и художественного дизайна в рамках тенденции трансформации промышленного производства стала возможной благодаря появлению высокоскоростных автоматических оцифровывающих устройств (т.н. сканеров для систем «фигура-одежда»), которые создали условия для виртуального проектирования пространственно и конструктивно сложных видов одежды. Они позволяют получать огромный объем новой параметризованной информации, для правильного использования которой необходимо пересмотреть сам процесс виртуального дизайн-проектирования, все традиционные методы проектирования, их базы данных. Научно-исследовательские работы в направлении создания проектно-измерительных комплексов «бодисканер - САПР» выполняются с конца 1990-х гг. в США (Cornell University), КНР (Donghua University, Шанхай; Уханьский текстильный университет), Корее, многих европейских странах, недавно начаты в России (ИГТА; ОАО ЦНИИШП).

Следует отметить отсутствие научно и конструктивно обоснованных принципов проектирования поверхности одежды в виртуальном пространстве, распознавания объемно-силуэтных форм одежды и их преобразования в чертежи конструкций.

Решение этих задач в рамках научной проблемы по созданию единой информационной базы для трехмерного проектирования объемно-силуэтной формы одежды с использованием бодисканеров является содержанием настоящей диссертационной работы.

Работа соответствует научной специальности 05.19.04 Технология швейных изделий (1. Разработка теоретических основ и установление общих закономерностей проектирования одежды на фигуры типового и нетипового телосложения. 3. Разработка математического и информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования деталей одежды), исследования проведены на кафедре конструирования швейных изделий ИГТА и факультете дизайна одежды Чжэнчжоусского технологического университета в 2006-2010 гг.

Автор защищает:

компьютерную технологию получения и обработки информации из сканированных систем «фигура - одежда»;

- формализованные закономерности изменения пластики поверхности одежды под влиянием конструктивных параметров чертежей;

- новое информационное обеспечение в виде баз данных о конструктивных параметрах узла «пройма-рукав» для основных видов женской одежды (блузки, платая, жакеты, куртки, пальто);

- комплексную классификацию объемно-силуэтных форм (ОСФ) женской одежды, основанную на закономерностях ее пространственного формообразования под влиянием конструктивных параметров чертежей;

- новую методику проектирования деталей узла «пройма-рукав» с помощью специальных шаблонов;

- шаблон для согласования положения контрольных точек линий оката втачного рукава относительно линии проймы в основных видах женской плечевой одежды.

Целью работы является совершенствование процесса виртуального проектирования плечевой одежды и процесса плоскостного проектирования узла «пройма-рукав» за счет использования новых технических средств.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- изучено пространственное формообразование основных видов женской одежды с использованием бодисканера VITUS (Lectra, Франция) и программы Imageware;

- определены основные факторы для целенаправленного изменения пластики поверхности и проектирования разных ОСФ женской одежды;

- проведено ранжирование основных управляющих факторов по степени их влияния на увеличение проекционных зазоров в системе «фигура-одежда»;

- изучены конструктивные параметры чертежей деталей стана и рукава и установлены интервалы значений для координат

контрольных точек сопрягаемых линий проймы и оката рукава в основных видах женской одежды;

- разработан универсальный шаблон для построения и согласования положения контрольных точек на линиях проймы и оката;

- проведены исследования процесса проявления складчатости поверхности рукавов с использованием компьютерной программы на основе изменения интенсивности цвета;

- проведена производственная проверка основных результатов.

Объекты исследования:

- женская плечевая одежда (блузки, платья, жакеты, куртки, пальто) отвечающая общепринятым в России и КНР требованиям целесообразности, функциональности и эстетичности;

- процесс проектирования чертежей конструкций;

- процесс сканирования фигур и систем «фшура - одежда»;

- виртуальные модели фигур и одежды.

Методы и средства исследования. В экспериментальной части работы применены методы натурного эксперимента, органолептический, прямых и косвенных контактных и бесконтактных измерений. В теоретической части работы и для обработки результатов измерений использованы методы: имитационного моделирования, корреляционно-регрессионного анализа, теории погрешностей, классификации.

Для измерения фигур и систем «фигура - одежда» были применены измерительные средства: меры (линейки), большой толстотный циркуль, лазерный бодисканер VITUS с программным обеспечением ScanWorX (Lectra, Франция) для одновременного оцифровывания всей поверхности фигур и одежды, экспериментальная установка для последовательно-точечного определения координат точек на поверхности манекена и одежды (ИГТА). В работе использованы распространенные компьютерные программы (PHOTOSHOP, SPSS, Richpeace, Imageware).

Выводы сделаны на основе результатов многократных линейных измерений, имеющих систематическую погрешность ± 5,9 %, для доверительной вероятности 95 %.

Научная новизна работхл состоит в установлении закономерностей изменения пластики поверхности объемно-силуэтной формы в различных видах женской плечевой одежды под влиянием сочетаний конструктивных прибавок к размерным признакам фигуры, проектируемых в чертежах деталей стана и рукава.

Впервые получены следующие научные результаты:

1. Разработана классификация ОСФ основных видов женской плечевой одежды, базирующаяся на проекционных зазорах на тех участках трансверзальных сечений системы «фигура-одежда»,

которые наиболее явно изменяются под влиянием установленных конструктивных прибавок.

2. Сформированы системы уравнений для прогнозирования значений проекционных зазоров в системе «фигура-одежда» под влиянием конструктивных параметров чертежей и получения реалистичных оболочек поверхности одежды в виртуальном пространстве. Полученные уравнения являются элементами методики конструирования одежды с элементами 3D проектирования.

3. Разработана методика анализа трехмерных систем «фигура-одежда» и установлен характер комплексного влияния конструктивных прибавок на особенности формирования проекционных зазоров в системе «фигура-одежда» различных ОСФ.

4. Разработана методика для оценки складчатости поверхности одежды с втачным рукавом.

5. Разработан шаблон для построения и согласования положения контрольных точек на линиях проймы и оката.

Практическая значимость состоит в разработке новой методики проектирования деталей узла «пройма-рукав» и реализующего её шаблона; определении новых возможностей использования бодисканера; создании баз данных о конструктивном направлении моды в женской одежде.

Апробация результатов работы. Результаты работы доложены на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов и студентов «ПОИСК», Иваново, ИГТА, 2008, 2009, 20Ю; международной научно-технической конференции «ПРОГРЕСС», Иваново, ИГТА, 2010; международной научно-технической конференции, Владивосток, 2008; международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Мир без границ», Иваново, ИвГУ, 2010; 2-й международной научно-технической конференции «Signal Processing, Robotics and Automation, ICSRA», Ухань, 2010, КНР; II международной научно-практической конференции «Инновационные и наукоемкие технологии в легкой промышленности», МГУДТ, Москва, 2010; международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы науки в развитии инновационных технологий для экономики региона», «Лен 2010», Кострома, 2010; заседаниях кафедры КШИ ИГТА (2009-2010).

Результаты работы, относящиеся к шаблонам для построения и диагностики сопрягаемых линий проймы и оката втачного рукава, включены в учебное пособие «Художественно-конструктивный анализ и проектирование системы «фигура-одежда» (Иваново, ИГТА, 2010, с.296-297), рекомендованное УМО ЛЕГПРОМ для высших учебных заведений легкой промышленности.

Техническая новизна некоторых результатов работы подтверждена патентом РФ № 2395331 на изобретение

«Универсальный шаблон для диагностики и построения проймы и оката втачного рукава» от 14.05.2009.

Результаты работы внедрены на швейном предприятии в г. Zhengzhou (КНР).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в трех статьях в ведущих рецензируемых журналах «Известия вузов. Технология текстильной промышленности» и «Швейная промышленность», одной статье в международном журнале «Applied Mechanics and Materials» с индексом цитируемости doi, 13 материалах и тезисах российских и зарубежных конференций, одном патенте на изобретение.

Структура диссертационной работы.

Диссертационная работа содержит 216 страниц и состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций, списка литературы из 78 наименований, 4 приложений, вкшочшощих результаты экспериментальных исследований, копию патента на изобретение, акт производственных испытаний.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована аюуальность темы диссертационной работы, определена ее цель и сформулированы задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость работы, приведены сведения об использовании полученных результатов.

В первой главе рассмотрено состояние научных проблем по квалиметрии объемно-силуэтных форм одежды, интеграции автоматических систем сканирования в процесс проектирования одежды и пути возможного их использования для проектирования одежды (результаты отражены в одной публикации).

Рассмотрено современное состояние технологии сканирования для изучения человеческих фигур и систем «фигура -одежда». Высокоскоростные системы оцифровывания человеческих фигур с помощью белого света или лазерного луча являются самыми новыми средствами бесконтактных измерений, они Moiyr значительно расширить возможности в области дизайн-проектирования одежды, её производства и продажи.

Рассмотрены современные классификации ОСФ одежды. Установлено, что изменение, прогнозирование и идентификация ОСФ одежды относятся к сложноформализуемым процессам. ОСФ системы «фигура-одежда» характеризуют следующими единичными или комплексными параметрами, относящимися к готовым видам одежды (прямая характеристика) или к чертежам, с помощью которых они были получены (косвенная характеристика):

- визуальным различием между размерами и формой фигуры и ее частей, с одной стороны, и аналогичными параметрами одежды, с другой стороны, выражаемым с помощью вербальных характеристик, или отнесением формы одежды к заранее выделенным геометрическим фигурам;

- конфигурацией продольных и наклонных контурных линий одежды, формирующих ее фронтальный или профильные силуэты, для последующего отнесения их совокупности к заранее классифицированным формам в иконическом ряду (наиболее полно разработаны Т.В.Козловой (МГТУ), Г.И.Петушковой (МГУДТ), Т.В.Медведевой (РГУТИС);

- значениями основных конструктивных прибавок и параметров чертежей (наиболее распространенная классификация в практике реального конструирования для прогнозирования фронтальных силуэтов);

- значениями проекционных зазоров между фигурой и одеждой, измеряемых в горизонтальных или вертикальных сечениях, полученных после условного сечения системы «фигура-одежда» трансверзальными или сагиттальными плоскостями (комплекс работ в МГУДТ, Н.А.Раздомахин в СПБГУТД).

Однако все перечисленные характеристики являются односторонними (самодостаточными) и с трудом поддаются объединению друг с другом. Например, широко применяемые фронтальные и профильные силуэты системы «фи1ура-одежда» не отражают форму других участков поверхности, в частности тех, которые локализованы около линий сочленения деталей и узлов. Влияние основных конструктивных прибавок, проектируемых в чертежах вдоль линий обхватов груди, талии и бедер, на изменение конфигурации контурных линий одежды носит сложный и трудноформализуемый характер.

Рассмотрены вопросы гармоничного проектирования ОСФ стана и втачного рукава.

Рассмотрены методы оценки способности пакетов материалов принимать требуемую пространственную форму в системе «фигура-одежда». На основе анализа складок на поверхности одежды мы разделили их на три основные группы: эстетически допустимые и специально запроектированные складки, которые можно назвать декоративными; складки, возникающие из-за дефектов конструкции в процессе обработки и являющиеся результатом негативных факторов, связанных с производственным процессом; складки, появляющиеся в результате выполнения движений и других видов деформаций в процессе ношения.

Рассмотрены шаблоны, применяемые в швейной промышленности для построения конструктивных линий, среди

которых отсутствуют шаблоны для построения линий проймы и оката рукава.

Определены основные цели и задачи настоящей диссертационной работы по совершенствованию дизайн-проектирования плечевой одежды со сложной ОСФ в направлении создания новых баз данных, их адаптации к технологии виртуальной реальности с использованием бодисканера.

Сложность решения поставленных задач и необходимость их последующего практического приложения определили преимущественно опытно-экспериментальный характер работы.

Во второй главе приведены использованные в работе типовые и оригинальные методы и средства исследований (результаты отражены в двух публикациях).

Описан метод конструктивного анализа чертежей модельных конструкций одежды, базирующийся на использовании антропомегрической сети фигуры, разработанный на кафедре КШИ

Описан алгоритм параметризации проекционных зазоров в системе «фигура-одежда», основанный на использовании бодисканера "VTTUS, компьютерной программы и состоящий из следующих операций:

1. Сканирование фигуры и системы «фигура-одежда» в вертикальном положении с отведением руки в сторону на ю град.

2. Нанесение на поверхности фигуры антропометрических точек для проведения горизонтальных сечений (рис. i).

3. Получение горизонтальных сечений фигуры и одежды и их импорт в программу 1та§е\\аге.

4. Совмещение и разметка сечений системы «фигура-одежда» лучами в трансверзальных плоскостях из точек, принадлежащих осевой линии фигуры, на секторы с центральными углами ю град, (рис. 2).

5. Измерение проекционных зазоров вдоль лучей и обработка результатов.

ИГТА.

Рис. i. Точки на поверхности

фигуры для проведения

горизонтальных сечений

Описана методика для параметризации складок, возникающих на поверхности одежды при совершении движений (рис. 3, а).

Рис. 2. Примеры совмещения сечений фигуры и стана одежды (а), руки и рукава (б), полученных на уровне обхвата груди третьего (показаны сечения разных ОСФ)

Предварительно на поверхности рукава наносили линии (рис. з, б), а документирование изображений складок производили с помощью специальной аппаратуры (компьютер, цифровой фотоаппарат) и программного обеспечения для обработки изображений (Photoshop, Image). Фотографии рукава импортировали в программу. Для измерения параметров складок мы использовали интенсивность серого цвета (тональность). Эта единица измерения пригодна для качественной оценки распределения складок на поверхности одежды и измерения их параметров. После обработки изображений строили графики изменения интенсивности серого цвета вдоль каждой линии (рис. з, в).

Мы разработали номенклатуру показателей для оценивания складок в готовой одежде вдоль вспомогательных линий: количество «сладок (пиков), ширина и глубина.

Таким образом, разработаны методы параметризации сканированной поверхности одежды, горизонтальных и вертикальных сечений систем «фигура - одежда».

В третьей главе приведены результаты конструктивного анализа чертежей модельных конструкций выбранных для исследования пяти видов женской одежды, произведенной в России и КНР, в период с 1970 по 2008 г. (результаты отражены в двух публикациях). Эти результаты составили базу данных для нового конструктивного обеспечения проектирования узла «пройма-рукав».

Определены интервалы изменения конструктивных параметров, характеризующие стан и рукав, получены регрессионные модели для согласованного вычисления параметров и гармонизации ОСФ стана и рукава. Поскольку конструктивные параметры чертежей стана и рукава взаимосвязаны, то разработаны условия для построения линии

а

б

оката рукава на чертеже проймы стана в зависимости от прибавок и их распределения по линии груди.__

10 • 60- «,,„„,„. а б в

Рис. 3. Схема измерения угла подъема рукава (а), внешний вид рукава

при отведении руки на 30 и 6о град, (б) и графики изменения интенсивности серого цвета вдоль нанесенных линий белого цвета (в)

На рис. 4 показана схема координации контрольных точек оката относительно линии проймы и параметризации их взаимного положения.

Для моделирования процесса согласования положений контрольных точек использовали первые четыре прибавки из ряда (1). Получены уравнения для согласования в плоскости чертежа основных контрольных точек, принадлежащих линиям проймы и оката рукава в зависимости от конструктивных прибавок к полуобхвату груди третьему Ясгз. ширине проймы Пшпр, ширине груди Лшг, на свободу проймы /7сПр (таблл).

Рис. 4. Схема расположения линий проймы и оката (сплошные линии) и замкнутой линии проймы (пунктирная линия):

1 - горизонтальные линии, ограничивающие высоту оката рукава;

2 - вертикальные линии, ограничивающие ширину оката рукава;

Ьк - длина участка совмещения линий оката и проймы. Около контрольных точек проймы указаны свои оси ординат, в которых определяли координаты точек оката

Таблица 1

Регрессионные уравнения для вычисления координат линии оката

Параметр Уравнения и интервалы изменения параметра, см, для следующих видов одежды

жакет блузка платье

а а - 1,9 - 0,17 Яшпр о = [о,2—3,8] О = 2,5 - 0,42 Яшпр а = [0,3-6,2] а = 2,7-1,2 Яшпр а = [0,3-4,5]

Ж Ж=О,35Лшг-4,5 Ж = [-8,6...5,5] Ж = 0,04Яшг - 2,2 Ж =[-7,3-0,7] Ж = ОДЗЯшг - 2,8 Ж =[-6,9-0,2]

Б Б = 4,1 - о,1 Ясгз Б - [1,4.-8,1] Б = 3,1 + 0,2 Ясг3 Б = [ 2,4...7,6] Б =3,1 + одз Ясгз £=[2,8-5,4]

Н Я = 0,4-0,3 Яшпр Я =[-4,3-6,6] Я = 0,28 Яшпр + о,4 Я = [-3,8-4,5] Я = 2,1 - Яшпр Я =[-2...4]

С С =0,05 Ясг3 - о,з С =[-4,8.-2,8] С = 0,64 Яс,з - 3,9 С =[-5,8.-10,2] С =0,77 Ясгз+3 С =[-5,8-2,4]

д Д =5,8 + о,4Яспр Д=[0...12,2] Д= 7,3 + 0,2бЯСпр Д= [0,6-4,8] Д = 7 + 0,34ЯспР Д= [0,5—2,8]

Сформированная база данных о конструктивных параметрах чертежей модельных конструкций женской одежды легла в основу проведения дальнейших исследований по формообразованию стана и моделированию узла «пройма - рукав». Таким образом, формализованы соотношения между станом и рукавом, необходимые для создания реалистичной виртуальной трехмерной формы системы «фигура-одежда».

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований ОСФ основных видов женской одежды и установлены основные закономерности их формообразования, определены наиболее информативные участки поверхности, изменяющиеся под влиянием конструктивных параметров (результаты отражены в шести публикациях).

Полученные в этой главе результаты составили основу конструктивного обоснования для трехмерного проектирования виртуальных систем «фигура-одежда» с использованием двух взаимозависимых баз данных, относящихся к трехмерным и плоским объектам.

Для характеристики ОСФ стана одежды выбраны антропомегрические уровни обхватов груди третьего, талии, бедер, на которых измеряли величины проекционных зазоров (773). Пульсацию

участков формы оценивали по коэффициенту вариабельности. Определены угловые координаты для тех участков поверхности, на которых происходит самое акгивное увеличение ПЗ при переходе от малообъемных ОСФ к более объемным. На рис. 5 показано расположение самых чувствительных участков на совмещенных схемах нескольких чертежей стана и рукава.

Рис. 5. Схемы чертежей стана (а - жакета, б ~ пальто) и одношовного рукава (в) с указанием участков, под которыми происходит наиболее активное изменение проекционных зазоров

Для обоснования механизма управления ОСФ проведено комплексное исследование взаимосвязей между конструктивными прибавками и значениями ПЗ, выбранными нами на основных горизонтальных уровнях. В качестве индикатора, подтверждающего влияние конструктивной прибавки на формообразование всех выбранных участков поверхности, явилось наличие их устойчивой корреляционной связи с ПЗ для всех видов одежды. Самыми весомыми оказались прибавки Л&з и Пшпр (Па„зр). Их влияние на пластику поверхности не ограничивается только конструктивным уровнем груди, но и распространяется на нижележащие уровни талии и бедер. С другой стороны, установлено более слабое влияние прибавок к полуобхватам бедер Лее и талии Лег на форму горизонтальных сечений по линии груди.

После ранжирования прибавок по степени влияния, которое они оказывают на пластику ниже- и вышележащих участков всех исследованных видов одежды, нами был сформирован ряд в порядке убывания - от самых значимых к наименее значимым (в скобках указана сумма рангов, определенная для всех возможных ситуаций, в которых проявилось влияние):

Па-з (51) - Яш„„ (49) - Лшс (31) - Яш, (26) - Пса (24) - //с, (20), (1)

где Лшс - прибавка к ширине спины; 51 - максимально-возможный ранг.

Результаты исследований обосновывают свойство формы одежды реагировать на заужение или расширение ее отдельных участков путем изменения пластики поверхности на смежных или далеко отстоящих от места корректировки участках, например, возникновением больших по величине проекционных зазоров. Такое подтвержденное синергетическое свойство конструктивных прибавок открывает возможность для целенаправленного управления формообразованием одежды.

Пространственная форма рукава, которую также исследовали на нескольких антропометрических уровнях, изменяется под влиянием прибавок Шпр и к обхвату плеча Поп.

Таким образом, впервые выбраны и обоснованы участки поверхности плечевой одежды, которые могут служить идентификаторами ОСФ, и факторы для управления проекционными зазорами.

В пятой главе изложены теоретические принципы и условия для формирования поверхности ОСФ с конструктивно обоснованной пластикой (результаты работы отражены в четырех публикациях).

В основу разработки виртуальной теоретической модели пространственного формообразования одежды в системе «фигура-одежда» положена научная гипотеза со следующими экспериментально подтвержденными положениями:

1. Фронтальный и профильный силуэты системы «фи1ура-одежда» не передают все особенности поверхности ОСФ стана и рукава и должны быть дополнены дополнительными трансверзальными сечениями.

2. Между конструктивными прибавками, проектируемыми на параллельных горизонтальных уровнях, существует тесная связь, а пластика поверхности формы на каждом уровне является результатом совместного влияния выше- и нижерасположенных конструктивных прибавок (отрезков чертежей).

3. На поверхности стана и рукава существуют «реперные» точки, принадлежащие участкам, под которыми происходит «накапливание» объема воздуха при увеличении формы. Эти точки могут быть идентификаторами ОСФ в трансверзальных плоскостях.

4. Для согласования значений конструктивных прибавок с параметрами формы возможно использование системы многофакторных уравнений типа

П31 =/(КП1, КП2... КШ), (2)

гка =/(кт, кп2... кпц

где П31... П3\ - значения проекционных зазоров в «реперных» точках поверхности ОСФ, см; КШ, КП2... КШ - значения

конструктивных прибавок, оказывающие влияние на изменение пластики поверхности, см; 1,2..г - номера «реперных» точек в трансверзальных плоскостях.

«Реперпые» точки лежат в трансверзальных плоскостях о, 40, 70, 120 и 180 град, на линии груди, талии, бедер. Схема положения основных трех точек показана на рис.6.

После проведения корреляционного анализа между значениями ПЗ и КП были отобраны самые тесные связи для получения множественных регрессионных математических моделей, из которых были сформированы системы уравнений. Системы уравнений для вычисления 17 значений ПЗ в трансверзальных сечениях системы «фигура - женский жакет» (т.е. координат точек гга поверхности стана жакета в самых информативных участках) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Системы уравнений для прогнозирования ПЗ в системе « фигура-жакет»

Сектор, град. Уровень Уравнение Интервалы изменения ПЗ, см

0 груди ПЗ = -0,35Лсгз - 1,05Лсб + 0,66Лшпр+ 4,27 2,4...5,4

талии ПЗ = одШсгз +о,171Лсб -о,125Яшпр+о,855 1,4...3,4

бедер ПЗ = о,77Лсгз-о,124Лсб + 0,49зДшпР+ 4 3,9...7

40 груди ПЗ = 0.05ЛСГ3 + 0,07Дсб + 1,3 1 ...2,4

талии ПЗ = 0,13 Ясгз + одб Лее + 0,9 3...5

бедер ПЗ = 0,28 Псгз + 0,15 Пев + 2,9 3,7...7,4

70 груди ПЗ = -0,48 Лсгз + 0,38 Лее + 4,6 2,4...7,5

талии ПЗ = 0,14 Псгз + 0,28 Лее +1,6 2,5...5,5

бедер ПЗ = 0,12 Лсгз + 0,02 Лее +1,5 1,5___3

120 груди ПЗ = -0.03 Лсгз - 0,07 Ясб + о,35ЛшпР+ о,7 0,5...2,2

талии ПЗ = -0,26 Лсгз + 0,5 Лее +1,35 Пшщ + 0,8 1,6...7,7

бедер ПЗ = 0,03 Лсгз - 0,1 Лее + 0,55 Пшпр +0,9 0,8...2,5

180 груди ПЗ = -0,29 Лсгз + 0,04 Лет + 0,76 Лшпр +1 0,3...1.2

талии ПЗ = -0,04 Пс-з- 0,61 Лег + 2,1 Лшпр +7,9 2,7...5,5

бедер ПЗ = -о,2 Лсгз - о,24Лст+ 1,55 ЛпшР +ЗД 1...3

Примечание: места измерения ПЗ показаны на рис. 6.

а б

Рис. 6. Теоретический каркас трехмерной системы «фигура-одежда» для построения виртуальной поверхности одежды (а) и виртуальная модель реальной системы (б)

17 точек необходимы и достаточны для получения каркаса виртуальной одежды и проведения образующих линий в горизонтальных и трансверзальных сечениях. Коэффициенты уравнений при КП количественно показывают степень их влияния на увеличение или уменьшение воздушных зазоров. Эти уравнения воспроизводят объективно существующий механизм формирования ПЗ исключительно под влиянием КП чертежей и открывают реальную возможность для получения максимально реалистичных оболочек для разных ОСФ одежды в виртуальном пространстве.

Проверка полученных систем уравнений показала, что расхождение между экспериментальными и теоретическими значениями ПЗ составляет от 0,2 до 2 см в зависимости от вида ОСФ (меньшие значения ошибок получены для плотно прилегающего и прилегающего силуэтов, а большие значения - для неприлегающего силуэта).

После формирования двух баз данных, относящихся к чертежам конструкций и трехмерным системам «фигура-одежда», разработана новая совместная классификация ОСФ стана (табл. з) и рукава. Ее особенностью является согласование между собой параметров плоских чертежей и объемных поверхностей в общепринятом семантическом пространстве классификации ОСФ одежды по конфигурации боковой линии фронтального силуэта. На основе разработанной классификации выполнены теоретические горизонтальные сечения

системы «фигура - одежда» на уровнях груди, талии и бедер для типичных ОСФ, характеризуемые средними значениями конструктивных прибавок и воздушных зазоров (рис.7).

а б в

Рис. 7. Теоретические сечения системы «женская фигура - жакет» для разных ОСФ (плотно прилегающая, прилегающая, полуприлегающая,

неприлегающая; сечения отстоят от фигуры в указанной последовательности) на уровнях груди (а), талии (б) и бедер (в)

Аналогичные уравнения и теоретические сечения построены для системы «рука - втачной рукав» на антропометрических уровнях, проходящих через углы подмышечных впадин и обхват груди третий. При построении сечений рукава использован принцип согласования его формы с ОСФ стана в зависимости от основных прибавок Лсгз и Пшпр.

Теоретические сечения необходимы для формирования каркаса и построения проектируемой виртуальной ОСФ.

В шестой главе приведены результаты разработки нового шаблона для координат четырех контрольных точек линии оката рукава на чертеже проймы основных видов женской одежды и их экспериментальной проверки в условиях швейного предприятия (результаты отражены в патенте на изобретение).

Внешний вид шаблона, который изготовлен из пластика, показан на рис. 7, а, а схема его применения для построения линий оката в зависимости от возможных конфигураций линий проймы - на рис. 7, б.

Проверка полученных баз данных, включающих сочетания конструктивных прибавок, необходимых для получения требуемой ОСФ, и шаблонов, проведена в условиях швейного предприятия (г. Чэнчжоу, КНР) при выпуске женской одежды и дала положительный результат.

Таким образом, цель и задачи, поставленные в диссертационной работе, достигнуты и выполнены.

Таблица з

Классификация ОСФ стана женской одежды по параметрам чертежей деталей и трехмерных систем

«фигура 164- 88-96 - одежда»

Вид ОСФ Значение конструктивных прибавок, см Интервал значений ПЗ, см, в секторах, град., на уровнях груди/талии/бедер

Ясгз Пег Лее Лшпр Лспр Лшг ЛШс полочка 0...70 пройма 70-120 спинка 120180

Платье и блузка

плотно прилегающая 1,8...з 2,5-4 2,5-4 0,6-1,5 1,д..2,9 0,9...2 1,4-2,1 О.Я-1.6 0.2...1,2 0,1-1,9 0,2...1,4 0,5—1,6 0,2—0,4 0.2...0.0 1.1...2.Я 0,1-0,3

прилегающая 3-5 4-7 4-7 1,5-2,5 2,9-4 2-3,1 2,1...2,8 1.6...2,9 1,2...2,2 1,9-3,7 1,4-2,7 1,6...2,7 0,4...0,6 0,9-1,5 0,3-0,5

полуприлегающая 6. ..10 7-и 7-8 2,5—3*5 4-7 ЗД-4,2 2,8-3,5 2,д...д,1 2,2...4,2 3,7-5,5 2,7-4 2,7-3,8 0,6-0,8 1,4.. .2.2 3,5-4,7 0,5-0,7

неприлега-ющая Ю...14 11-14 8-ю 3,5-4,3 7-7,8 4,2-5,5 3,5-4,2 4.1...Ч.4 3,2.^,3 5,5-7,3 4-5,4 0,8-1 2.2-2,9 4,7-6. 0,7-0,9

Окончание табл .3

Жакет.

плотно прилегающая 1,5-3 2,5-4 2,5-3 0,2...1 2,5-3,1 0,1-0,5 1,3-1,5 1.2...2.3 0,9-2 1,7-3,1 0.1.-0.6 1,8.-3.2 1,7-3,1 0.1-0.6 2—3,4 0,7-1,2

прилегающая 3-5 4-7 3—5 1...2 3,1-4,7 о,5—1 1,5-1,7 2,3-3,4 2...ЯЛ 3,1-4,8 0.6—1.1 3,2-5,4 3,1-4,8 0.6—1.1 3,4-4,8 1,2-1,7

полуприлегающая 5-9 7-11 5-8 2-3 4,7-7,4 1,0-1,5 1,7-2 3,4-4,5 ЗД-1-4,2 4,8-6,2 1.1...1.6 5.4-6.8 4,8-6,2 1.1...1.6 4.8-6.2 1,7-2,2

неприлега-ющая 9-И > 10 >8 3-3,8 7,4-8,1 1,5—2,3 2...2,2 4.5...5.7 4,2.-515 6,2-7,3 1,6-2 6,2-7,3 6,8-7,6 1.6—2 6.2-7.6 2,2—2,9

Пальто

плотно прилегающая 5-6 5,5-6,5 5-6 1,6-2,8 2,7-3,7 1,6-2,3 1,5-1,7 0.1.-1.2 0,2-1,6 2,8—3,9 0,3-1,4. 2.7... Я. Р 1,2-2,8 0,2-,0,7 2.8.-Я.Р 1,1—2,2

прилегающая 6...7 6,5-8,5 6-7,5 2,8-4 3,7-5,7 2,3-3 1,7-1,9 1,2—2.Я 1,6.-Я 3,9-5 1,4-2,5 3.9—5,1 2,8-4,4 0.7—1.2 3,9-5 2,2-3,3

полуприлегающая 7...10 8,5-11,5 7,5-9,5 4-5,2 5,7-7,7 3-3,8 1,9-2,1 2.3...3,4 3„,4,4 5-6,2 2.5...3.6 5.1...6.3 4,4-6 1.2—1.7 5.-6.2 3.3-4,5

неприлега-ющая 10...13,5 > и,5 > 9,5 5,2-6,7 7,7-8,6 3,8-4,5 2,1-2,4 3,4-4,8 4,4-5,7 6,2-7,3 3,6-4,8 6,3-7,3 6-7,9 1.7...2.5 6,2-7,3 4,5-5,7

Рис. 8. Внешний вид шаблона (а) и схема его использования для согласования контрольных точек линий оката для жакета (б):

1 - шаблон;

2,3,4,5 - линии проймы соответственно базовых конструкций жакета (Ж), куртки

(70, блузки (Б), пальто (77); 6,8,10,12 - прорези для нахождения вершины переднего переката соответственно

Ж, К, Б, Я;

7,9,11,13 - прорези для нахождения вершины локтевого переката соответственно Ж,

К, Б, П;

14,15,16,17 - прорези для нахождения вершины оката соответственно Ж, К, Б, П

Выводы и рекомендации

1. Разработана методика конструктивного обоснования объемно-силуэтной формы для трехмерного проектирования виртуальных систем «фигура-одежда», включающая базы данных, относящиеся к взаимно трансформируемым трехмерным и плоским объектам.

2. Разработана классификация объемно-силуэтных форм основных видов женской плечевой одежды, объединяющая самые информативные параметры трехмерной системы «фи1ура-одежда» на основных антропометрических уровнях в виде проекционных зазоров в трансверзальных плоскостях, с одной стороны, и конструктивные параметры чертежей, с другой стороны.

3. Сформированы системы уравнений для прогнозирования значений проекционных зазоров, формирующихся в системе «фигура-одежда» под влиянием конструктивных параметров чертежей, для получения реалистичных оболочек поверхности одежды в виртуальном пространстве.

4. Установлен характер комплексного влияния конструктивных прибавок, проектируемых на разных уровнях чертежей стана, на

особенности формирования проекционных зазоров в системе «фигура-одежда».

5. Разработана методика согласованного проектирования линии оката втачного рукава на линии проймы стана в зависимости от его конструктивных параметров.

6. Разработана методика для бесконтактной оценки складчатости поверхности одежды.

7- Разработан шаблон для нахождения координат основных конструктивных точек линий окатов втачных рука но в относительно аналогичных точек проймы при построении их чертежей.

8. Проведена производственная проверка полученных баз данных и шаблонов в условиях швейного предприятия (г.Чэнчжоу, КНР), в ходе которой подтверждена правильность положений научной гипотезы и полученных на ее основе практических рекомендаций.

9. Результаты рекомендуется использовать для проектирования женской одежды, производства шаблонов для построения чертежей, разработки программного обеспечения для измерительно-проектных комплексов «бодисканер + САПР», в также в высших учебных заведениях при подготовке конструкторов и дизайнеров по направлениям «Конструирование изделий легкой промышленности» (РФ) и «Fashion and Engineering Design» (КНР).

Публикации, содержащие основные научные результаты диссертации:

статьи в ведущих рецензируемых научных э/сурналах

х. JIo, Ю. Исследование закономерностей согласования линий проймы и оката втачных рукавов в женской одежде / Ю.Ло, В.Е.Кузьмичев // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2009. - № 5. - С. 65-69.

2. Ло, 10. Технология параметризации формы одежды / Ю.Ло,

B.Е.Кузьмичев // Швейная промышленность. - 2010 .- № 2. -

C.30-33.

3. Ло, Ю. Конструктивное обоснование получения объемно-пространственной формы одежды / Ю.Ло, В.Е.Кузьмичев // Швейная промышленность. - 2010. - № 4. - С. 40-43.

статьи в иностранных научных журналах

4. Wang, X. Describing and Simulating 3D Model of Garment by Scanning Technology / X. Wang, V.E.Kuzmichev, Y.Lo, Y.Li // Applied Mechanics and Materials. - 2010 . - Vol. 20-23. - P.382-388 (англ.). doi: 10.4028/ mvw.scientif1c.net/A1MM.20-2Ч..Ч82.

работы, опубликованные в материалах всероссийских и международных конференций

5. Ло, Ю. Разработка компьютерной программы для построения антропометрической сети сканированной фигуры / ЮЛо, В.Е.Кузьмичев // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой

промышленности (ПОИСК 2008): сборник материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов/ ИГТА. - Иваново, 2008. - 4.1. -С.130-131.

6. Ло, Ю. Разработка методики проектирования втачных рукавов с учетом объемно-силуэтной формы одежды / Ю.Ло, В.Е.Кузъмичев // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК 2008): сборник материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов / ИГТА. - Иваново, 2008. - 4.1. - С.142-143.

7. Ло, Ю. Разработка методики количественной оценки складок на поверхности втачных рукавов / Ю.Ло, С.Чэнь, В.Е.Кузьмичев // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2009): сборник материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов / ИГТА. - Иваново, 2009. - 4.1. - С.232-235.

8. Ло, Ю. Использование программы Imageware для анализа сканированных моделей одежды / Ю.Ло, Б.Гу, С.Чэнь, В.Е.Кузьмичев // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2010): сборник материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов / ИГТА. - Иваново, 2010. - 4.1. -С. 156-159.

9. Ло, Ю. Обоснование наиболее вариабельных участков поверхности женской одежды с разной объемно-силуэтной формой / ЮЛо, Б.Гу, С.Чэнь, В.Е.Кузьмичев // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2010): сборник материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов / ИГТА. - Иваново, 20Ю. - 4.1. - С. 164-168.

10. Ло, 10. Принципы классификации и идентификации объемно-силуэтных форм системы «женская фигура - плечевая одежда» / ЮЛо, Н.Цан, В.Е.Кузьмичев // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС 2010): материалы межд. науч.-техн. конф./ ИГТА. - Иваново, 2010. - 4.1. - С.175-178.

11. Ло, Ю. Математическое описание конструктивного устройства гармоничной женской одежды конца XX - начала XXI вв. / Ю.Ло, В.Е.Кузьмичев // Интеллектуальный потенциал вузов на развитие дальневосточного региона / Тезисы докладов межд. науч-техн. конф. 10 лет на пути к вершинам научного познания. Владивосток, 2008. - С. 282-286.

12. Ло, 10. Новая культура проектирования одежды в условиях глобализации / Ю.Ло, В.Е.Кузьмичев // Мир без границ: тез. докл межд. научно-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / ИвГУ. - Иваново, 2010.

13. Li, Y. Exploring the Garment Fashionable Shape Oriented Manufacture Database / Y.Li, V.E. Kuzmichev, Y.Luo, X.Wang: II International Conference on Signal Processing, Robotics and A

utomation (ICSRA2010). - Wuhan, 2010, p.468-471, http://www.iita-ass0ciati0n.0rg/icsra2010.

14. Li, Y. Garment Industry Oriented Clothes Shape Classifying By Cluster / Y.Li, V.E. Kuzmichev, Y.Luo, X.Wang: II International Conference on Signal Processing, Robotics and Automation (ICSRA2010). - Wuhan, 2010, p.472-475, http://www.iita-association.0rg/icsra2010.

15. Li, Y. A New Manufacture-Oriented Method of Pattern Making / Y.Li, V.E. Kuzmichev, Y.Luo, X.Wang: II International Conference on Signal Processing, Robotics and Automation (ICSRA2010). - Wuhan, 2010, p.476-479, http://www.iita-association.org/icsra2Qio.

16. Кузьмичев, B.E. Состав информационного обеспечения, получаемого с помощью бодисканеров, для проектирования одежды / В.Е.Кузьмичев, Ю.Ло, ЮЛи: Инновационные и наукоемкие технологии в легкой промышленности: материалы II международной научно-практической конференции / МГУДТ. - М., 2010. - С.37-39.

17. Кузьмичев, В.Е. Методика согласованного выбора конструктивных прибавок для получения желаемой объемно-пространственной формы одежды / В.Е.Кузьмичев, ЮЛо, Н.Цан: Актуальные проблемы науки в развитии инновационных технологий для экономики региона (Лен - 2010): сб. трудов межд. науч.-техн. конф. / КГТУ. - Кострома, 2010. - С.71-73.

патенты

18. Пат. на изобретение 2395331 Российская Федерация, МПК А41Н з/оо. Универсальный шаблон для диагностики и построения проймы и оката втачного рукава / Ло Юнь, Корнилович А.В., Макарова Н.Е., Кузьмичев В.Е., патентообладатель Ивановская государственная текстильная академия (ИГТА); № 2009118315/12, заявл. 14.05.2009. Опубл. 27.07.2010. Бюл. № 21.

Подписано в печать 21. 03.2011. Формат 1/16 60x84. Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. 1,22. Уч.-изд. л. 1,17. Тираж 8о экз. Заказ № 33 7Д

Редакционно-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии Копировально-множительное бюро 153000, г. Иваново, пр. Ф.Энгельса,

ЛО Юн*

Общая характеристика работы

1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ КОНСТРУКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕМНО-СИЛУЭТНЫМИ ФОРМАМИ ЖЕНСКОЙ ПЛЕЧЕВОЙ ОДЕЖДЫ.

1.1. Современное состояние виртуального проектирования с использованием сканеров.

1.2. Методы параметризации поверхности элементов системы «фигура-одежда»

1.3. Существующие способы описания и прогнозирования объемно-силуэтных форм одежды

1.4. Современное состояние трехмерного проектирования одежды

1.5. Проектирование стана и узла «пройма-рукав» в женской одежде с разной объемно-силуэтной формой

1.6. Шаблоны для построения конструктивных линий и деталей одежды

1.7. Цели и задачи диссертационной работы

2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРИНЯТЫЕ В ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

2.1. Метод анализа чертежей модельных конструкций

2.1.1. Объекты исследования

2.1.2. Использование антропометрической сети женской фигуры

2.2. Бесконтактный метод измерения глубины складок на поверхности рукава на фотографии модели одежды

2.3. Контактный метод получения горизонтальных сечений системы фигура-одежда»

2.3.1. Техническое средство для получения контуров

2.3.2. Порядок получения сечений

2.4. Бесконтактный метод оцифровывания фигуры и системы «фигура-одежда»

2.4.1. Бодисканер VITUS и его технические возможности

2.4.2. Выделение основных антропометрических точек на поверхности сканируемых объектов

2.5. Методика получения и обработки сечений оцифрованной системы «фигура-одежда»

2.5.1. Выбор женской фигуры

2.5.2. Схема вычисления центра фигуры

2.5.3. Объекты сканирования

2.5.4. Методика получения сечений

2.5.3. Методика обработки сечений

2.6. Сравнение погрешностей контактного и бесконтактного методов получения сечений системы «фигура-одежда»

2.8. Математическая обработка результатов измерений

Выводы

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ ЧЕРТЕЖА РУКАВА НА ПРОЙМЕ СТАНА

3.1. Номенклатура конструктивных параметров для согласованного проектирования стана и рукава

3.2. Корреляционно-регрессионный анализ конструктивных параметров

3.3. Гармонизация линий рукава и стана на этапе построения чертежей

Полученные научные результаты

4. ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ ЖЕНСКОЙ

ОДЕЖДЫ

4.1. Конструктивные прибавки для проектирования макетов моделей одежды

4.1.1. Чертежи женских блузок

4.1.2. Чертежи женских платьев

4.1.3. Чертежи женских жакетов

4.1.4. Чертежи женских пальто

4.1.5. Анализ качества изготовленных макетов

4.2. Параметризация воздушных зазоров в системе «фигура-одежда»

4.3. Корреляционный анализ

4.4. Парный регрессионный анализ

4.5. Определение участков стана с наибольшей пульсацией объема формы

4.6. Определение участков с наибольшей пульсацией объема формы 138 Полученные научные результаты

5. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАСТИКИ

ПОВЕРХНОСТИ ЖЕНСКОЙ ОДЕЖДЫ.

5.1. Обоснование структуры и состава теоретической модели формообразования.

5.2. Условия проектирования виртуальных станов женских жакетов по конструктивным прибавкам

5.3. Условия проектирования виртуальных рукавов женских жакетов по конструктивным прибавкам.

5.4. Разработка теоретических чертежей сечений стана и рукава женского жакета на основных антропометрических уровнях.

5.5. Идентификаторы формы стана

5.6. Разработка новой классификации ОСФ станов и рукавов основных видов женской одежды

Полученные научные результаты.

6. РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОГО ШАБЛОНА ДЛЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЗЛА «ПРОЙМА-РУКАВ».

6.1. Обоснование структуры универсального шаблона

6.2. Экспериментальная проверка универсального шаблона

6.3. Реализация шаблона в материале.

Выводы.

Актуальность. Успешное развитие в будущем легкой промышленности Китая и России как существенное условие национальной безопасности и независимости возможно при обеспечении высокого качества' получаемых изделий и услуг, которое закладывается на этапах проектирования одежды. Набирающее силу постепенное уменьшение роли массового производства и его трансформация в новую сферу с более гибкой индивидуализацией и персонализацией в сочетании с новейшими схемами продвижения товаров к потребителям основываются на новых процессах и технологиях. Поэтому эта тенденция невозможна без развития процесса проектирования, его ускорения, научного обоснования и повышения гибкости за счет использования совершенных технических средств. Современные компьютерные технологии и реализующие их технические средства позволяют применять принципиально новые подходы к решению всех проблем в области дизайна одежды в условиях технологий виртуальной реальности и трехмерной визуализации.

Индивидуализация промышленного и художественного дизайна в рамках тенденции трансформации промышленного производства стала возможной благодаря появлению высокоскоростных автоматических оцифровывающих устройств (т.н. сканеров для систем «фигура-одежда»), которые создали условия для виртуального проектирования пространственно и конструктивно сложных видов одежды. Они позволяют получать огромный объем новой параметризованной информации, для правильного использования которой необходимо пересмотреть сам процесс виртуального дизайн-проектирования, все традиционные методы проектирования, их базы данных. Научно-исследовательские работы в направлении создания проектно-измерительных комплексов «бодисканер - САПР» выполняются с конца 1990-х гг. в США (Cornell University), КНР (Donghua University, Шанхай; Уханьский текстильный университет), Корее, многих европейских странах, недавно начаты в России (ИГТА; ОАО ЦНИИШП).

Следует отметить отсутствие научно и конструктивно обоснованных принципов проектирования поверхности одежды в виртуальном пространстве, распознавания объемно-силуэтных форм одежды и их преобразования в чертежи конструкций.

Решение этих задач в рамках научной проблемы по созданию единой информационной базы для трехмерного проектирования объемно-силуэтной формы одежды с использованием бодисканеров является содержанием настоящей диссертационной работы.

Работа соответствует научной специальности 05.19.04 Технология швейных изделий (1. Разработка теоретических основ и установление общих закономерностей проектирования одежды на фигуры типового и нетипового телосложения. 3. Разработка математического и информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования деталей одежды), исследования проведены на кафедре конструирования* швейных изделий ИГТА и факультете дизайна одежды Чжэнчжоусского технологического университета в 2006-2010 гг.

Автор защищает:

- компьютерную технологию получения и обработки информации из сканированных систем «фигура - одежда»;

- формализованные закономерности изменения пластики поверхности одежды под влиянием конструктивных параметров чертежей;

- новое информационное обеспечение в виде баз данных о конструктивных параметрах узла «пройма-рукав» для основных видов женской одежды (блузки, платья, жакеты, куртки, пальто);

- комплексную классификацию объемно-силуэтных форм (ОСФ) женской одежды, основанную на закономерностях ее пространственного формообразования под влиянием конструктивных параметров чертежей;

- новую методику проектирования деталей узла «пройма-рукав» с помощью специальных шаблонов;

- шаблон для согласования положения контрольных точек линий оката втачного рукава относительно линии проймы в основных видах женской плечевой одежды.

Целью работы является совершенствование процесса виртуального проектирования плечевой одежды и процесса плоскостного проектирования узла «пройма-рукав» за счет использования новых технических средств.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- изучено пространственное формообразование основных видов женской одежды с использованием бодисканера VITUS (Lectra, Франция) и программы Image ware;

- определены основные факторы для целенаправленного изменения пластики поверхности и проектирования разных ОСФ женской одежды;

- проведено ранжирование основных управляющих факторов по степени их влияния на увеличение проекционных зазоров в системе «фигура-одежда»;

- изучены конструктивные параметры чертежей деталей стана и рукава и установлены интервалы значений для координат контрольных точек сопрягаемых линий проймы и оката рукава в основных видах женской одежды;

- разработан универсальный шаблон для построения и согласования положения контрольных точек на линиях проймы и оката; проведены исследования процесса проявления складчатости поверхности рукавов с использованием компьютерной программы на основе изменения интенсивности цвета;

- проведена производственная проверка основных результатов.

Объекты исследования:

- женская плечевая одежда (блузки, платья, жакеты, куртки, пальто) отвечающая общепринятым в России и КНР требованиям целесообразности, функциональности и эстетичности;

- процесс проектирования чертежей конструкций;

- процесс сканирования фигур и систем «фигура - одежда»;

- виртуальные модели фигур и одежды.

Методы и средства исследования. В экспериментальной части работы применены методы натурного эксперимента, органолептический, прямых и косвенных контактных и бесконтактных измерений. В теоретической части работы и для обработки результатов измерений использованы методы: имитационного моделирования, корреляционно-регрессионного анализа, теории погрешностей, классификации.

Для измерения фигур и систем «фигура - одежда» были применены измерительные средства: меры (линейки), большой толстотный циркуль, лазерный бодисканер VITUS с программным обеспечением ScanWorX (Lectra, Франция) для одновременного оцифровывания всей поверхности фигур и одежды, экспериментальная установка для последовательно-точечного определения координат точек на поверхности манекена и одежды (ИГТА). В работе использованы распространенные компьютерные программы (PHOTOSHOP, SPSS, Richpeace, Imageware).

Выводы сделаны на основе результатов многократных линейных измерений, имеющих систематическую погрешность ± 5,9 %, для доверительной вероятности 95 %.

Научная новизна работы состоит в установлении закономерностей изменения пластики поверхности объемно-пространственной формы в различных видах женской плечевой одежды под влиянием сочетаний конструктивных прибавок к размерным признакам фигуры, проектируемых в чертежах деталей стана и рукава.

Впервые получены следующие научные результаты:

1. Разработана классификация ОСФ основных видов женской плечевой одежды, базирующаяся на проекционных зазорах на тех участках трансверзальных сечений системы «фигура-одежда», которые наиболее явно изменяются под влиянием установленных конструктивных прибавок.

2. Сформированы системы уравнений для прогнозирования значений проекционных зазоров в системе «фигура-одежда» под влиянием конструктивных параметров чертежей и получения реалистичных оболочек поверхности одежды в виртуальном пространстве. Полученные уравнения являются элементами методики конструирования одежды с элементами 3D проектирования.

3. Разработана методика анализа трехмерных систем «фигура-одежда» и установлен характер комплексного влияния конструктивных прибавок на особенности формирования проекционных зазоров в системе «фигура-одежда» для различных ОСФ.

4. Разработана методика для оценки складчатости поверхности одежды с втачным рукавом.

5. Разработан шаблон для построения и согласования положения контрольных точек на линиях проймы и оката.

Практическая значимость состоит в разработке новой методики проектирования деталей узла «пройма-рукав» и реализующего её шаблона; определении новых возможностей использования бодисканера; создании баз данных о конструктивном направлении моды в женской одежде.

Апробация результатов работы. Результаты работы доложены на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов и студентов «ПОИСК», Иваново, ИГТА, 2008, 2009, 2010; международной научно-технической конференции «ПРОГРЕСС», Иваново, ИГТА, 2010; международной научно-технической конференции, Владивосток, 2008; международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Мир без границ», Иваново, ИвГУ, 2010; 2-й международной научно-технической конференции «Signal Processing,

Robotics and Automation, ICSRA», Ухань, 2010, КНР; II международной научно-практической конференции* «Инновационные и наукоемкие технологии в легкой промышленности», МГУДТ, Москва, 2010; международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы науки в развитии инновационных технологий для экономики региона», «Лен 2010», Кострома, 2010; заседаниях кафедры КШИ ИГТА (2009-2010).

Результаты работы, относящиеся к шаблонам для построения и диагностики сопрягаемых линий проймы и оката втачного рукава, включены в учебное пособие «Художественно-конструктивный анализ и проектирование системы «фигура-одежда» (Иваново, ИГТА, 2010, с.296-297), рекомендованное УМО ЛЕГПРОМ для высших учебных заведений легкой промышленности.

Техническая новизна некоторых результатов работы подтверждена патентом РФ № 2395331 на- изобретение «Универсальный шаблон для диагностики и построения проймы,и оката втачного рукава» от 14.05.2009.

Результаты работы внедрены на швейном предприятии в г. Zhengzhou (КНР).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в трех статьях в ведущих рецензируемых журналах «Известия вузов. Технология' текстильной промышленности» и «Швейная промышленность», одной статье в международном журнале «Applied Mechanics and Materials» с индексом цитируемости doi, 13 материалах и тезисах российских и зарубежных конференций, одном патенте на изобретение.

Структура диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 216 страниц и состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций, списка литературы из 78 наименований, 4 приложений, включающих результаты экспериментальных исследований, копию патента на изобретение, акт производственных испытаний.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработана методика конструктивного обоснования для трехмерного проектирования виртуальных систем «фигура-одежда», включающая базы данных, относящиеся к взаимно трансформируемым трехмерным и плоским объектам.

2. Разработана классификация объемно-силуэтных форм основных видов женской плечевой одежды, объединяющая самые информативные параметры трехмерной системы «фигура-одежда» на основных антропометрических уровнях в виде проекционных зазоров в трансверзальных плоскостях, с одной стороны, и конструктивные параметры чертежей, с другой стороны.

3. Сформированы системы уравнений для прогнозирования значений проекционных зазоров, формирующихся в системе «фигура-одежда» под влиянием конструктивных параметров чертежей, для получения реалистичных оболочек поверхности одежды в виртуальном пространстве.

4. Установлен характер комплексного влияния конструктивных прибавок, проектируемых на разных уровнях чертежей стана, на особенности формирования проекционных зазоров в системе-«фигура-одежда».

5. Разработана методика согласованного проектирования линии оката втачного рукава на линии проймы стана в зависимости от его конструктивных параметров.

6. Разработана методика для бесконтактной оценки складчатости поверхности одежды.

7. Разработан шаблон для нахождения координат основных конструктивных точек линий оката втачного рукава относительно аналогичных точек проймы при построении их чертежей.

8. Проведена производственная проверка полученных баз данных и шаблонов в условиях швейного предприятия «.» (г.Чэнчжоу, КНР), в ходе которой была подтверждена правильность положений научной гипотезы и полученных на ее основе практических рекомендаций.

9. Результаты рекомендуется использовать для проектирования женской одежды, производства шаблонов для построения чертежей, разработки программного обеспечения для измерительно-проектных комплексов «бодисканер + САПР», в также в высших учебных заведениях при подготовке конструкторов и дизайнеров по специальностям «Конструирование изделий легкой промышленности» (РФ) и «Fashion and Engineering Design» (КНР).

1. Юнь, JTo. Новая культура проектирования одежды в условиях глобализации / Ло Юнь, В.Е.Кузьмичев: Тез. докл межд. научно-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Мир без границ». Иваново: ИвГУ, 2010, с.

2. Юэ, Ли. Проектирование плечевой одежды с использованием сканированных оцифрованных изображений трехмерной системы «фигура-одежда»: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Ли Юэ. Иваново: ИГТА, 2009. - 270 с.

3. Kang, T.J. Optimized garment pattern generation based on three-dimensional anthropometric measurement / T.J.Kang, S.M.Kim //International Journal of Clothing Science and Technology. 2000. - Vol. 12: - No. 4. - 240254.

4. Cichocka, A. Comparison of Traditional 2D and Virtual Patterns Design in 3D // A.Cichocka, P.Bruniaux // Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics. 2009. - Vol.13.- No.5. - P.542- 546/

5. Ashdown, S. Use of body scan data to design sizing systems based on target markets. / S/ Ashdown, S.Loker, C.Adelson. National Textile Center Research Briefs. - Management Systems Competency: June 2003 NTC Project: S01-CR01 (formerly Iol-ВО 1).

6. Стебельский, M.B. Макетно-модельный метод проектирования одежды. -М.: Легкая индустрия, 1979. 160 с.

7. Sul, I. Н Improvement of drape simulation speed using constrained fabric collision / . In Hwan Sul, Tae Jin Kang // International Journal of Clothing Science and Technology. 2004. - Vol. 16 No. '/2. - Pp. 43-50

8. Buxton, B. Reconstruction and Interpretation of 3D Whole Body. Surface Images / B. Buxton, L. Dekker, I. Douros, T. Vassilev // Department of Computer Science, University Collège London. {b.buxton, l.dekker, i.douros, t.vassilev}@cs.ucl.ac.uk.

9. Chi, L. Body scanning of dynamic posture / L.Chi, R.Kennon // International Journal of Clothing Science and Technology. 2006. - Vol. 18, issue 3.-P. 166-178.

10. Xu, B. Body scanning and Modeling for Custom Fit Garments / B.Xu, Y.Huang, W.Yu, T.Chen / Journal of Textile and Apparel, Technology and Management NC State University. 2002. - Vol. 2, issue 2. - P. 1-11.

11. Sun, J.F. A case study of the body scanning and structure of bra / J/F. Sun, X.P.Chen , Yun Luo // 'Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou, Henan, 450007, PRC

12. Ashdown, S. Use of Body Scan Data to Design Sizing Systems Based" on Target Markets / S.Ashdown, S.Loker // National Textile Center Annual Report. NY, 2001, November, 101-B01.

13. Ashdown, S. Use of Body Scan Data to Design Sizing Systems Based on Target Markets / S. Ashdown, S., Loker,C. Adelson //NTC Project: S01-CR01. www.human.cornell:edu/units/txa/research/ntc/SO 1 -CR01 -03 .pdf

14. May-Plumlee, T. 3D Virtual Draping with Fabric Mechanics and Body Scan Data // T. May-Plumlee, J. Eischen, D. Bruner //. National Textile Center Annual Report. NTC Project, November 2005: F02-NS08 (formerly F02-S08) (NC State College of Textiles).

15. Wang,' X. Describing and Simulating 3D Model of Garment by Scanning Technology/ Xiaogang Wang, V.E. Kuzmichev, Yun Luo, Yue Li // Applied Mechanics and Materials. 2010. - Vols. 20-23. - P. 382-388.

16. Wang, Xiaogang. Describing and Simulating 3D Model of Garment by Scanning Technology / Xiaogang Wang, V.E.Kuzmichev, Lo Yun, Li Yue // Applied Mechanics and Materials, 2010, vol. 20-23, p.382-388 (англ.). doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.20-23.382

17. Petrova, A. Use of Body Scan Technology to Capture the Space Enclosed by a Garment: Case Study of Segmented Arm Body Armor / A. Petrova. Bellevue, Washington USA, International Textile and Apparel Association, Inc.

18. AA Proceedings, International Textile and Apparel Association, Inc.ITAA Proceedings, 2009, #66. www.itaaonline.org (Oklahoma State University, Stillwater, Oklahoma, USA).24. www.cornel.

19. Zhong, Y. Redressing Three-dimensional Garments Based on Pose Duplication/ Yueqi Zhong // Textile Research Journal. 2010. - Vol. 80 (10). -P.904-916.26. http://www.mpi-inf.mpg.de/resources/MovieReshape/MovieReshape.pdf

20. Основы теории проектирования костюма: Учебник для вузов / Под ред. Т.В.Козловой. М.: Легпромбытиздат, 1988, 352 с.

21. Мартынова А.И. Конструктивное моделирование одежды: учеб. пособие / А.И.Мартынова, Е.Г.Андреева. М.: Моск. гос. акад. легкой промети, 216 с.

22. Wang Z. Ease distribution in relation to the X-line style jacket / Z.Wang, E.Newton, R. Ng, W.Zhang // The Journal of The Textile Institute. 2006. № 3 (97). - C. 247-264.

23. Янчевская, E.A. Конструирование верхней женской одежды / Е.А.Янчевская. М.: Легкая индустрия, 1977, с.33.

24. Струневич, Е.Ю. Разработка метода преобразования творческого эскиза в модельную конструкцию при автоматизированном проектировании женской одежды : дис. . канд. техн. наук : 05.19.04 : защищена 17.12.2008.-М., МГУДТ, 2008, 204 с.

25. Черемисина, Т.А. Разработка метода интеграции эскизного проекта модели с базой данных для разработки ее конструкции: дис. . канд. техн. наук : 05.19.04/ЧеремисинаТ А: защищена 17.10.2008.-М., МГУДТ, 2008.

26. Хунгуан, Е. Разработка метода компьютерного распознавания плечевой одежды костюмной группы Текст.: дис. . канд. тех. наук: 05.19.04 / Хунгуан Е. Иваново: ИГТА, 2009. - 270 с.

27. Курбатов, Е.В. Разработка информационного обеспечения интегрированной системы трехмерного и двухмерного проектирования одежды: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Е.В.Курбатов. М: МГУДТ, 2004.3 6 .http ://www. artec3 d. com/

28. Раздомахин, H. H. Аспекты биометрического обеспечения одежды: трехмерные координаты антропометрических точек на фотоизображениях фигуры человека / Н.Н.Раздомахин // Швейная промышленность. 2006. - № 1. - С.45-46.38. www.assol.org.

29. Гетманцева, В.В. Разработка методов интеллектуализации процесса автоматизированного проектирования женской одежды: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / В.В.Гетманцева. М: МГУДТ, 2006.

30. Гусева, М.А. Совершенствование метода трехмерногопроектирования элементов конструкции плечевой одежды: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / М.А.Гусева. М: МГУДТ, 2007.

31. Смирнова, М.Р. Разработка методики проектирования рукавов верхней одежды: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Смирнова Марина Рудольфовна. Иваново: ИГТА, 2002. - 186 с.

32. Чэнь, Цянь. Разработка информационного обеспечения для проектирования узла «пройма-рукав» в мужских пиджаках: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Чэнь Цянь. Иваново: ИГТА, 2007. - 256 с.

33. Линник, Ю.В. Разработка метода трехмерного проектирования сопряжения сложных поверхностей плечевой одежды: дис. . канд. техн. наук: 05.19.04 / Ю.В.Линник. М: МГУДТ, 2008.

34. Сурикова, Г.И. Достижение идентичности внешней формы рукава в изделиях разных размеров и ростов / Г.И.Сурикова, М.Н.Михайлова //

35. Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. - № 6. — С. 75-78.

36. Гниденко, A.B. Формализация и алгоритмизация процесса проектирования женской одежды с рукавами сложных покроев: дис. . канд. тех. наук: 05.19.04 / Гниденко Анна Владимировна Иваново, 2008. - 270 с.

37. Мартынова, A.B. Конструктивное моделирование: учебное пособие / А.В.Мартынова, Е.Г.Андреева. М.: МГАЛП, 1999.

38. Патент США 5619799. Three-dimensional pattern design method for garments fitted with sleeves / Alexandre K. Keung-Lung, Dominigue Longavesne. Заявл. 23.03.1995; Опубл. 15.04.1997.

39. Авторское свидетельство СССР № 971237, ноябрь 1982, 33/17 R

40. Авторское свидетельство СССР № 1031430, июль 1983, 33/17 R

41. Авторское свидетельство СССР № 1120962, октябрь 1984, 33/12 1.6. Шаблоны для построения конструктивных линий и деталей одежды51. http://imgl.toocle.com52. http://imgl.68jd.com53. http://www.kearing.com

42. Патент 2264144 РФ, МПК7 А41Н 3/00. Универсальный шаблон воротника/ Л о Шенчунь (CN), Кузьмичев В.Е, заявитель и патентобладатель» ГОУВПО-ИГТА. —№2004112067/12, заявл.20.04.2004; опубл:20.11.2005, Бюл.№32.-3с: ил.1. Глава 2

43. Кузьмичев, В.Е. Художественно-конструктивный анализ и проектирование системы «фигура-одежда»: учебное пособие / В.Е.Кузьмичев, Н.И:Ахмедулова, Л.П.Юдина. Иваново: ИГТА, 2010, 400. с.

44. Сборник заданий по моделированию и конструированию одежды: учебное пособие /под ред. В.Е. Кузьмичева. Иваново: ИГТА, 2006, 246 с.

45. ОСТ 17-326-81 Изделия швейные, трикотажные, меховые. Типовые фигуры женщин. Размерные признаки для проектирования одежды. М., ЦНИИТЭИлегром, 1981, 109 с.

46. Кузьмичев, В.Е. Практикум по методам и средствам исследований в швейном производстве: учебное пособие / В.Е.Кузьмичев, В.В.Козырев. -Иваново, ИГТА, 1999, с.68-69.

47. Венецкий, И.Г. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. / И.Г.Венецкий, В.И.Венецкая.-М.: Статистика, 1979, 447 с. - (Мат. Статистика для экономистов)

48. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: учеб. пособие для хим.технол. спец. вузов / С.Л.Ахназарова, В.В.Кафаров. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая шкала, 1985, 327 с.

49. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных/Н.Джонсон, Ф.Дион.- М.: Мир, 1980, 610 с.1. Глава 3

50. Афанасьева, Н.В. Женская мода в России ХХ-ХХ1 веков: костюм -фигура конструкция: учеб. пособие/ Н.В. Афанасьева, В.Е. Кузъмичев. -Самара: СГАСУ, 2005. - 128 с.

51. Кузьмичев, В'.Е. Корреляционный и регрессионный анализ: методические указания / В.Е.Кузьмичев, О.М. Хлебунова. Иваново, 1983. -40 с.

52. Большев. Л.Н. Таблицы математической статистики / Л.Н.Болыиев, Н.В.Смирнов. М.: Наука, Главная редакция физико-математчиеской литературы, 1983. - 416 с.

53. Юнь, Ло. Математическое описание конструктивного устройства гармоничной женской одежды конца XX начала XXI вв. / Ло Юнь,

54. B.Е.Кузьмичев//Тезисы докладов межд. науч-техн. конф. «10 лет на пути к вершинам научного познания.Интеллектуальный потенциал вузов на развитие дальневосточного региона».-Владивосток, 2008, с. 282-286.

55. Юнь, Ло. Исследование закономерностей согласования линий проймы и оката втачных рукавов в женской одежде / Ло Юнь, В.Е.Кузьмичев // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. — 2009. № 5.1. C. 65-69.

56. Конструктивные прибавки в женской и мужской одежде 20-21 вв. / составитель В.Е.Кузьмичев. Иваново, ИГТА, 2010

57. Юнь, Ло. Технология параметризации формы одежды / Ло Юнь, В.Е.Кузьмичев // Швейная промышленность. 2010 .- № 2. - С.30-33.

58. Юнь, Ло. Обоснование наиболее вариабельных участков поверхности женской одежды с разной объемно-силуэтной формой / Ло Юнь,

59. Гу Бо, Чэнь Сяопэн, В.Е.Кузьмичев // Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК 2010): сборник материалов межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. Часть 1. - Иваново: ИГТА, 2010, с. 164-168.1. Глава 5

60. Юнь, Ло. Конструктивное обоснование получения объемно-пространственной формы одежды / Ло Юнь, В.Е.Кузьмичев // Швейная промышленность. 2010. - № 4. - С. 40-43.