автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка метода параметрического проектирования пространственной формы мужских плечевых изделий

ООьиоид«"

На правах рукописи

Бояров Михаил Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ МУЖСКИХ ПЛЕЧЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.19.04 - Технология швейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

21 МАР 2013

005050903

На правах рукописи

Бояров Михаил Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ МУЖСКИХ ПЛЕЧЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.19.04 - Технология швейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет дизайна и технологии» на кафедре художественного моделирования, конструирования и технологии швейных изделий.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Защита состоится «17» апреля 2013 г. в 13:30 часов на заседании диссертационного совета Д212.144.01 в Московском государственном университете дизайна и технологии по адресу: 117997, г. Москва, ул. Садовническая, д.ЗЗ, стр. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии.

Автореферат разослан « » марта 2013 г.

Ведущая организация:

Официальные оппоненты:

Андреева Елена Георгиевна

доктор технических наук, профессор, пенсионер

Зак Илья Самуилович кандидат технических наук, продакт-менеджер отдела разработки мужской одежды ООО «Остин» Черемисина Татьяна Александровна Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.144.01, д.т.н.

/

Лунина Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Поставленные руководством страны задачи по разработке и освоению системных информационных технологий в легкой промышленности, по производству конкурентоспособной наукоемкой продукции мирового уровня обуславливают своевременность создания систем автоматизированного трехмерного проектирования одежды, позволяющих обеспечить быструю сменяемость новых моделей и повысить удовлетворенность потребителей российскими швейными изделиями. Внедрение в отечественную швейную промышленность инновационных технологий проектирования одежды способствует дальнейшей модернизации производства, базирующейся на интеграции процессов автоматизации конструирования и технологии изготовления изделий.

В условиях глобализации на современном этапе развития швейной промышленности конструкторско-технологическая документация даже на малых предприятиях разрабатывается преимущественно в системах автоматизированного проектирования (САПР) и может передаваться в электронном виде на удаленно расположенные производства для промышленного изготовления одежды.

Однако, до сих пор остаются практически неформализованными творческие процессы, основанные на субъективном опыте и интуиции специалистов. К ним можно отнести, в первую очередь, этапы создания эскизов новых моделей, художественного и конструктивного моделирования, анализа конкурентоспособности новых моделей одежды с позиции их эстетического восприятия и востребованности потребителями.

Диапазон выпускаемых размероростов для каждой новой модели определяется субъективно, так как отсутствует инструментарий обоснованной оценки качества посадки изделий на фигурах потребителей, а отшивать образец каждой модели по всем размероростам на практике нерационально, так как это увеличивает трудоемкость и материалоемкость процесса проектирования. Адекватное виртуальное представление сезонной промышленной коллекции, разработанной художником, позволит сформировать обоснованную ассортиментную стратегию предприятия и определить целесообразные размеророста для каждой модели, что повысит востребованность выпускаемых изделий и удовлетворенность потребителей.

Проведение виртуальных примерок и объективной оценки качества посадки проектируемых изделий обеспечивается высокой степенью достоверности трехмерных моделей внешней формы одежды, возможностью их интерактивной трансформации вместе с соответствующими плоскостными конструкциями. Корректность таких преобразований зависит от четкой взаимосвязи между параметрами тела человека, параметрами деталей конструкции одежды и

параметрами ее виртуальной трехмерной модели. Наличие такой зависимое-., между характеристиками изделия м фигуры человека, называемы" параметрической, допускает возможность сквозного математического описанк/i данных пространственных объектов и создание алгоритма их взаимосвязанно"! трансформации. Для предпринимателя важно знать: как могут повлиять радикальные или незначительные изменения эскиза на эстетическое восприятие модели. конструкцию деталей изделия, материалоемкость и трудоемкость изготовления изделия, что подтверждает актуальность проводимого исследования.

До настоящего времени виртуальному трехмерному проектированию мужских фигур и изделий уделялось незначительное внимание, и его методология остается недостаточно проработанной. Основу создания виртуального представления внешней формы одежды может составлять проектирование графической модели мужских фигур и одежды в виде каркасной сетки, заданной структурированным массивом данных. База данных формируется па результатах исследований значений размерных признаков, координат антропометрических точек поверхности тела человека и анализа модельных особенностей швейных изделий. Преобразование структурированного массива данных параметрического каркаса поверхности позволяет получить трансформируемую трехмерную модель внешней формы изделия, изменяющуюся при варьирования любого параметра системы «фигура человека «-> трехмерная модель изделия <-» конструкция».

Степень разработанности проблемы.

Исследованием различных характеристик и классификаций внешней формы фигуры человека занимались такие ученые в области прикладной антропологии , как Моллье С., Бунак В.В., Костин Ю.А. , Дунаевская Т.Н., Коблякова Е.Б., Ивлева Г.С., Иевлева Р.В. Изучению особенностей осанки и телосложения человека посвящены труды Л.П. Николаева. Е.Б. Кобляковой, Т.Н. Дунаевской, Е.И. Бахмат, Г.С. Ивлевой, Т.В. Медведевой, Е.Б. Булатовой. Такими отечественными и зарубежными учеными, как МЛ. Воронин, А .Я. Сковронский, И.Я. Гриншпан, У. Алдрич, П.И. Рогов, Н.М. Конопальцева, А.И. Мартынова, Г.А. Самаров, А.И. Черемных, М.И. Смирнов. B.C. Павлов, В.Н. Кудряшов, С.С. Ешеева, Н.В. Позднякова, Е.К. Волкова, Т.А.Черемисина, В.Е. Кузьмичев, Н.И. Ахмедулова, Л.П. Юдина, О.Резниченко, разрабатывались различные подходы к проектированию конкурентоспособной мужской одежды. Вместе с тем, следует отметить, что количественные параметры, характеризующие внешнюю форму мужской плечевой одежды остаются малоизученными.

Различные подходы к трехмерному проектированию одежды рассматриваются в исследованиях H.H. Раздомахина, C.B. Наумович, А.Г. Басуева, Е.Я. Сурженко, М.В. Андреевой, А.Ю. Рогожина, М.А. Гусевой, Ю.В. Линник, В.В. Гетманцевой, И.А. Петросовой, Е.Ю. Струневич, Л.О. Гальцовой, М.В. Киселевой,

E.B. Курбатова, P. Jones, P. Li. K. Brooke-Wavelt. G. West, N. Magnenat-Thcdmann. H. Seo, F. Cordier, H. Park, K. Kim. P. i'olino, однако до сих пор эта методология недостаточно проработана для эффективного практического использования в швейной промышленности.

Цель и задачи исследования.

Определенная автором цель исследования состоит в разработке метода автоматизированного проектирования внешней формы мужских плечевых изделий в трёхмерной среде.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи-.

• исследованы способы виртуальной визуализации трёхмерных объектов;

• проведен анализ существующих технических и программных средств для трехмерного моделирования фигуры человека;

• проведен анализ способов математического описания сложных поверхностей пространственных объектов и их параметрического моделирования;

• проведен анализ признаков внешней формы мужских фигур и геометрическая интерпретация параметров, характеризующих мужские плечевые изделия с художественной и конструкторской точки зрения;

• выявлены основные вербально-интуитивные характеристики мужского пиджака, определяющие экспертную оценку качества посадки изделия на заданных фигурах;

• разработан способ аппроксимации внешней формы мужских фигур путем описания антропометрических точек в сагиттальной, фронтальной и продольной плоскостях;

• разработаны топологическая и геометрическая модели, описывающие внешнюю форму мужских фигур и плечевых изделий;

• установлена взаимосвязь между изменением параметрических характеристик пространственной внешней формы мужских плечевых изделий и деталями их конструкции;

• разработан способ преобразования параметрической поверхности мужской фигуры в адекватную виртуальную трехмерную оболочку проектируемого швейного изделия;

• разработано информационное, методическое и программное обеспечение трёхмерного виртуального проектирования мужских плечевых изделий, интегрируемого с системами автоматизированного двухмерного проектирования конструкций одежды.

Объектом исследования выбран процесс проектирования внешней формы и конструкций мужской одежды. Предметом исследования являются мужские фигуры и плечевая одежда.

Методы исследования. В работе использованы методы системно-структурного анализа, принципы аналитической, дифференциальной и численной геометрии, математического моделирования, интегрального исчисления, полигональных сеток и технологии конструктивной блочной геометрии, методы математического описания сложных пространственных объектов параметрическими поверхностями Кунса и Безье, методы регрессионного анализа и математической статистики, теоретические и практические знания в области создания интеллектуальных САПР и трёхмерной анимации, методы конструирования одежды на типовые и индивидуальные фигуры. Для решения отдельных задач использовались операционная система Microsoft Windows 7. система компьютерной алгебры Maxima, графический редактор Cord Draw, среда разработки Ot Creator, система ЗД-моделирования Blender, САПР AutoCAD, специализированная САПР EleandrCAD.

Научная новизна исследования состоит в:

выявлении наиболее информативных антропометрических точек и параметров, определяющих геометрические свойства внешней формы мужской фигуры и мужских плечевых изделий:

S систематизации эмпирических графических данных, описывающих набор точек поверхностей мужских фигур, и установлении числовых параметров, характеризующих кривые, аппроксимирующие внешнюю форму мужских фигур; S разработке способа формирования линейного каркаса внешней формы мужских фигур, образуемого соединением точек абрисов из кривых Безье как границ участков проектируемой оболочки во фронтальной и изометрической проекциях;

•S разработке геометрической модели, описывающей пространственную внешнюю форму мужских фигур и соответсвующие им плечевые изделия, полученные путем преобразования из непрерывного аналитического линейного каркаса фигуры в изометрической проекции в дискретный линейный каркас изделия в виде полигональной сетки из поверхностей Безье.

Новыми являются следующие результаты исследования:

выявленная параметрическая взаимосвязь между формой кривых в узловых точках конструкции и соответствующими абрисами швейного изделия, определяющая закономерности изменения кривизны участков в любой точке деталей конструкции мужского плечевого изделия;

■S разработанный алгоритм проектирования трехмерной базовой внешней формы одежды заданного покроя и силуэта на основе параметрической модели мужской фигуры различного телосложения;

■S разработанный способ преобразования трехмерной базовой внешней формы мужского пиджака в соответствующую техническому эскизу пространственную

внешнюю форму изделия с проектируемыми конструктивно-декоративными элементами;

разработанный метод проектирования виртуальной трёхмерной внешней формы мужских плечевых изделий на заданных мужских фигурах, позволяющий обеспечить одновременную корректную трансформацию виртуальной пространственной модели изделия и его конструкции.

Практическая значимость диссертации состоит в разработке:

способа представления трехмерных моделей внешней формы мужских плечевых изделий, обеспечивающего высокую степень достоверности, проведение виртуальных примерок и объективную оценку качества посадки проектируемых изделий;

методики геометрического моделирования пространственной формы мужской фигуры;

базы данных основных параметров, определяющих внешнюю форму мужских плечевых изделий, на основе систематизации информации о мужской фигуре и особенностях мужских плечевых изделий для параметрического проектирования виртуальной трехмерной модели внешней формы одежды; У метода параметрического проектирования трехмерного виртуального манекена любой мужской фигуры, позволяющего с высокой степенью достоверности получать заданные абрисы и проекции фигуры;

методики виртуального трехмерного моделирования внешней формы мужской плечевой одежды, позволяющей как осуществлять интерактивное конструктивное моделирование деталей изделия на виртуальном трехмерном манекене заданной фигуры человека, так и объективно оценивать качество посадки проектируемых моделей одежды благодаря их виртуальной примерке на конкретные фигуры потребителей;

программно-методического комплекса трехмерного параметрического проектирования мужских плечевых изделий, позволяющего получать виртуальное трехмерное представление проектируемого изделия, двухмерную развертку и соответствующую конструкторскую документацию.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Практическая значимость результатов работы подтверждена результатами промышленных испытаний в условиях ООО «Ателье-2» (Москва), ООО «Славянка» (Москва), ООО «Центр инновационных стратегий» (Москва) и полученными положительными отзывами, что подтверждено соответствующими справками.

Результаты диссертационного исследования были использованы для создания метода проектирования виртуального трехмерного манекена фигуры человека, методики интерактивного трехмерного моделирования внешней формы швейного изделия и программного обеспечения по теме НИОКР «Разработка автоматизированной системы параметрического моделирования одежды сложных

форм» при выполнении Государственного контракта Министерства промышленности и торговли РФ №12411.0816900.19.076 от03.04.2012 г.

Основные выводы и теоретические положения по работе докладывапись и получили положительную оценку на заседаниях кафедры «Художественное моделирование, конструирование и технология швейных изделий» МГУДТ, на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «V Московский фестиваль науки» (Москва, 2010), IV Международной научно -технической конференции "Инновации и перспективы сервиса" (Уфа, 2011) и Международной научно - технической конференции «Korean-Russian International Fashion Exhibition» (Москва, 2011).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 192 наименования, и 4 приложений, содержит 15 таблиц и 51 рисунок. Объем работы составляет 128 страниц текста без учета приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы ее цели, определены основные пути их решения и методы исследования. Приведены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен анализ признаков внешней формы фигуры человека и характеристик отдельных частей мужской фигуры, классификаций мужских фигур по морфологическим признакам и полнотным группам, который показал, что перечень используемых размерных признаков достаточно ограничен и мало изучены количественные характеристики мужских фигур. Установлена целесообразность введения ряда дополнительных размерных признаков мужской фигуры для создания виртуальнога трёхмерного интерактивного манекена мужской фигуры.

Рассмотрены методы исследования особенностей внешней формы фигуры человека и получения размерных характеристик ее поверхности. Определено, что для получения объективной информации о поверхности внешней формы швейных изделий и одеваемых фигур целесообразно использовать бесконтактные методы автоматизированного трехмерного сканирования.

Рассмотрены способы виртуальной визуализации трёхмерных объектов, из которых выделено параметрическое моделирование фигуры человека, базирующееся на выявлении конструктивных параметров проектируемого объекта, оказывающих существенное воздействие на его внешнюю форму, описание и количественную оценку этих параметров и установление характера взаимосвязи между ними. Выделены основные виды параметрического моделирования сложных пространственных объектов: табличная, вариационная (размерная) и

геометрическая параметризация. Гибкие инструменты ЗО-моделирования позволяют комбинировать эти подходы.

Из известных методов математического описания сложных поверхностей в качестве эффективных инструментов представления трёхмерных объектов выбраны параметрические поверхности Кунса и Безье, полигональные сетки, технология конструктивной блочной геометрии.

Результаты анализа современных технических средств, предназначенных для трехмерного моделирования фигуры человека как инженерного, так и художественного назначения позволили выявить ряд програмных редакторов, подтвердивших свою эффективность в практической деятельности, и показать рациональные методы визуализации трёхмерных объектов, способы ввода параметров фигуры и проектируемого для неё изделия, организацию графического интерфейса пользователя.

Вторая глава посвящена разработке теоретических основ геометрического моделирования пространственной формы мужской фигуры.

Проведенный в главе анализ принятых в российской швейной промышленности размерных признаков мужских фигур позволил выделить характеристики, определяющие геометрические свойства внешней формы составных частей фигуры: шеи, плеч, груди, живота, спины, ягодиц, верхних и нижних конечностей; и определить параметры, имеющие наиболее важное значение для создания трехмерной геометрической модели мужской фигуры.

В результате исследования поверхностей 40 мужских фигур, проведенного методом автоматизированного бодисканирования, выявлено 36 антропометрических точек, наиболее информативных для описания геометрии внешней формы фигур мужчин и 31 фрагмент проекционных абрисов, соединяющих эти точки (рис. 1).

Установлены критерии выбора способа математического описания поверхности для аппроксимации внешней формы мужской фигуры: соответствие параметров антропометрических точек и фрагментов абрисов фигуры: параметрический вид графического представления и математического описания кривых. Для описания внешней формы мужской фигуры в соответствии с поставленными критериями выбрана функция кривой Безье, заданная в параметрическом виде и характеризующаяся начальной и конечной точками.

В предыдущих исследованиях для математического описания виртуальных манекенов фигур человека предлагалось использование либо линейных каркасов, либо аналитических кусочно-гладких поверхностей. Преимуществом аналитических поверхностей является полное представление о поверхности, а линейные каркасы более модифицируемы для решения задач конструирования, это и обусловило одновременное использование данных подходов в нашей работе. Таким образом, геометрическая модель исследуемого и проектируемого

трехмерных объектов характеризуется двумя составляющими: линейным каркасом и аналитической кусочно-гладкой поверхностью, имеющими безусловную взаимосвязь: при изменении элементов линейного каркаса изменяется и аналитическая поверхность.

Рисунок 1. Абрисы исследуемых мужских фигур и антропометрические точки, наиболее информативные для описания геометрии внешней формы

Антропометрические точки являются основой параметрического описания фигуры человека. Взаимное расположение основных информативных антропометрических точек, представленных в виде общей системы, определяющей пространственную форму, описывается топологической моделью фигуры человека. Разработан способ описания антропометрических точек декартовыми координатами X, У, 2 в сагиттальной, фронтальной и продольной плоскостях. С помощью графического редактора систематизированы данные, аккумулирующие набор точек поверхностей мужских фигур, полученных методом бодисканирования и выделенных из облака точек абрисов.

Определена топологическая модель, математически описывающая внешнюю форму мужских фигур и основанная на представлении параметрической поверхности Безье и абрисных линий, использующих многогранники из четырёх рёбер. С помощью топологической модели взаимосвязь антропометрических точек может быть представлена неориентированным графом, состоящим из множества вершин, образованных из антропометрических точек,, и множества рёбер.

образованных из фрагментов абрисов фигуры человека. Граф отражает взаимосвязь антропометрических точек в пространстве и структуру поверхности моделируемого объекта. Структура топологической модели, систематизирующая антропометрические точки и абрисы фигуры, определяет топологические свойства геометрической модели внешней формы мужской фигуры.

Абрисы мужской фигуры разбиты на фрагменты точками, образуя сплайн. Сплайн - это функция, область определения которой разбита на конечное число отрезков, описываемых алгебраическими полиномами. Точки, разбииающие сплайн на фрагменты, называются узлами, представляющими собой упорядоченное множество элементов, каждая последовательно взятая пара которых образует отдельный фрагмент.

Для аппроксимации абрисов нами выбран один из видов полинома Бернштейна, называемый кубической кривой Безье. Аппроксимация проводилась методом наименьших квадратов. Например, пусть определён некоторый фрагмент сплайна в узлах Рь и Рг* частично упорядоченным множеством точек L = {Lo, Li,... Ln} мощности N. Тогда полином, описывающий этот фрагмент, имеет вид:

Sls...2s(í) = (I - •' ■ I',., i 3/í 1 - í)2P1s-2* + 3í2(:i - ()P2s_js + /:iP2s, (1)

где Pis.....2s И P2s--ls — неизвестные члены полинома, определяющие кривизну,

t £ [0,1| — область определения функции Su~2S(t).

Для нахождения неизвестных коэффициентов алгебраического полиномома МНК необходимо решить следующую систему уравнений:

' дЕ^(Б^Ш-и)2 _0

/ í \ г \2 (2)

i'lL, « Lil __ q

.......—......................................"....... :

ДЛЯ двух неизвестных Pis -2s И £*2з "ls-

Множество коэффициентов для описания фрагментов кривизны абрисов было минимизировано путём применения к нему метода регресионного анализа, в результате чего была выявлена линейная зависимость между антропометрическими точками и направляющими кривизны:

Р к() • Р i к ! , Р_.к,. (3)

где Pi и Р'2 — антропометрические точки, Р - направляющая точка фрагмента: кц, ki и к 2 - коэффициенты регрессии, минимизирующие описание направляющей точки для 40 исследуемых мужских фигур.

Представлены результаты проведённой аппроксимации внешней формы исследуемых мужских фигур и установлены числовые характеристики аппроксимированных кривых.

Разработан способ формирования линейного каркаса внешней формы мужских фигур, который образуется на точках абрисов из кривых Безье, как границ участков проектируемой оболочки во фронтальной и изометрической проекциях.

Для получения геометрической модели пространственной внешней формы мужской фигуры разработана процедура преобразования непрерывной модели в виде аналитического линейного каркаса мужской фигуры в изометрической проекции в дискретный линейный каркас в виде полигональной сетки, составленной из поверхностей Безье (рис.2)

б.

Рисунок 2. Преобразование непрерывной модели в дискретную модель:

а), аналитический линейный каркас мужского торса в изометрической

проекции; б), дискретный линейный каркас (полигональная сетка)

Предложен следующий алгоритм геометрического моделирования пространственной формы мужской фигуры:

■ получение и систематизация данных о фигуре человека с помощью системы бодисканирования;

« аппроксимация характерных абрисов мужской фигуры кривыми Безье;

■ параметризация числовых характеристик аппроксимированных кривых с помощью метода регрессионного анализа;

■ построение линейного каркаса пространственной внешней формы мужской фигуры;

■ аналитическое описание пространственной внешней формы мужской фигуры с помощью поверхностей Безье на основе линейного каркаса.

Установлено, что преимуществом аналитического подхода к описанию топографических участков внешней формы фигуры человека перед каркасным методом описания трехмерной поверхности является возможность получения бесконечного множества точек моделируемой поверхности.

Третья глава посвящена методу параметрического проектирования пространственной формы и конструкции мужских плечевых изделий.

Выявлены основные вербально-интуитивные характеристики мужского пиджака, определяющие особенности изделия в целом и позволяющие осуществлять экспертную оценку качества посадки изделия на фигуре человека. Проведена геометрическая интерпретация параметров, характеризующих мужское плечевое изделие с художественной и конструкторской точек зрения.

Установлена исходная информация, необходимая для параметрического проектирования виртуальной трехмерной модели внешней формы одежды, включающая антропометрические характеристики одеваемой фигуры человека, конструктивные особенности и линейные размеры всех элементов проектируемого швейного изделия, схему абрисов мужской фигуры и величины проекционных прибавок в основных информативных точках технического эскиза.

Разработан метод параметрического проектирования трехмерного виртуального манекена мужской фигуры с возможностью определения степени его... соответствия реальной фигуре с помощью системы автоматизированного бодисканирования (рис.3).

Рисунок 3. Фотографическое изображение исследуемой мужской фигуры, результат ее бодисканирования и ее виртуальный ЗО-маиекен

Установлена параметрическая взаимосвязь между формой кривых в узловых точках конструкции и соответсвующими абрисами изделия, определяющая закономерности изменения кривизны участков в любой точке детали и позволяющая прогнозировать форму проектируемых кривых конструкции мужского плечевого изделия при любом сочетании концевых точек исследуемых кривых.

На основе параметрической модели заданной мужской фигуры предложен механизм проектирования трехмерной базовой внешней формы изделия, характеризуемой его покроем и силуэтом и обусловленной как расположением узловых точек конструкции мужского пиджака, так и формой кривых его линейного каркаса (рис.4).

На этапе разработки базовой внешней форма изделия топологическая модель подвергается минимальным изменениям, основные отличия оболочек мужской фигуры и изделия носят геометрический характер.

Рисунок 4. Формирование трехмерной параметрической модели базовой внешней формы мужского пиджака

Решена задача преобразования аналитической поверхности в дискретную моделируемую трехмерную оболочку путём сопоставления уравнения поверхности внешней формы изделия матрице заданных точек, что важно для формирования полигональной сетки, представляющей проектируемый объект как множество граней и вершин.

Предложен способ преобразования трехмерной параметрической модели базовой формы мужского пиджака путем разработки соответствующих техническому эскизу конструктивно-декоративных элементов изделия, в том числе воротника, карманов, застёжки, шлицы и вытачек, с помощью метода конструктивной блочной геометрии (CSG) (рис.5).

Рисунок 5. Формирование дополнительных конструктивных отверстий в геометрической модели с помощью технологии CSG

Определены основные параметры конструктивно-декоративных элементов мужских плечевых изделий с учетом их расположения, что способствует расширению дипазона проектируемых форм геометрических моделей изделия. В случае нецелесообразности применения метода параметризации для некоторых конструктивно-декоративных элементов мужского пиджака рекомендуется учитывать их линейные размеры и относительное расположение (рис.6).

Рисунок 6. 5/>-параметрическая модель проектируемого мужского пиджака с конструктивными членениями и конструктивно-декоративными элементами

Модуль трехмерного моделирования мужских пиджаков может дополнять любую из существующих САПР одежды, так как имеет параметрическую взаимосвязь с широко применяемыми системами автоматизированного плоскостного конструирования швейных изделий. В нашей работе процесс разработки конструкторской документации для изготовления проектируемого мужского пиджака осуществлялся в рамках САПР Е1еапс1гСАО.

В соответствии с разработанной конструкторской документацией на десять проектируемых моделей мужских пиджаков различных силуэтов и модельных особенностей на типовые фигуры были отшиты десять макетов стана мужских пиджаков из костюмной ткани. После чего была проведена процедура бодисканирования изготовленных образцов стана мужских пиджаков на соответствующих мужских фигурах и получены трехмерные виртуальные модели готовых изделий на реальных людях (рис.7).

Сравнительный анализ трехмерных виртуальных моделей проектируемого параметрического каркаса изделия и изготовленного образца проводился для оценки степени их соответствия. Полученные отклонения не превысили 0,9 - 1,2%. Таким образом, можно отметить высокую степень соответствия виртуальной трёхмерной внешней формы проектируемого изделия внешней форме отшитого

образца, как в пределах эстетического восприятия, так и пределах математически допустимой погрешности.

Рисунок 7. Оценка соответствия ^-параметрической модели стана мужского пиджака отшитому изделию

Проведенная апробация предлагаемого в главе подхода к параметрическому проектированию мужской одежды позволила сформулировать методику трёхмерного виртуального проектирования мужской плечевой одежды, которая сводится к следующим этапам:

> Разработка художественного эскиза

> Подготовка технического эскиза

> Определение основных параметров внешней формы проектируемого изделия

❖ Определение основных конструктивных параметров изделия по эскизу

❖ Определение антропометрических характеристик заданной мужской фигуры

• Разработка Зй- манекена заданной мужской фигуры

• Разработка ЗВ- манекенов на все требуемые размеророста

> Разработка базовой параметрической ЗП-модели мужского пиджака на заданную фигуру

> Модификация базовой параметрической 3£>-модели мужского пиджака по эскизу на заданной фигуре

> Подбор материала для модели

> Интерактивная корректировка виртуальной 3£)-модели по желанию конструктора

> Получение 20-развертки параметрической модели мужского пиджака

> Подготовка комплекта проектно-конструкторской документации

> Изготовление образца изделия

Четвёртая глава посвящена разработке программно-методического комплекса «ЗО-проектирование мужских плечевых изделий», который является

практической реализацией предлагаемого в работе метода параметрического пространственного проектирования мужской плечевой одежды.

Разработанный программно-методический комплекс виртуального трехмерного проектирования мужских плечевых изделий представляет собой программное приложение, состоящее из ядра и трёх функциональных модулей: графический интерфейс пользователя; модуль «ЗО-эскиз»; модуль «Конструкция изделия».

Получение и отображение геометрической модели пространственных форм мужской фигуры человека и мужского плечевого изделия выполняется в модуле «ЗО-эскиз» в три основных этапа:

> предварительная обработка параметров виртуального манекена мужской фигуры или мужского плечевого изделия, введённых пользователем с помощью графического интерфейса;

> преобразование аналитического описания манекена мужской фигуры или мужского плечевого изделия в описание дискретной полигональной сетки;

передача описания полигональной сетки и таких сопутствующих элементов трёхмерной демонстрации, как источники света и материалы, на визуализацию.

Функцией модуля «Конструкция изделия» является предоставление пользователю чертежа конструкции изделия в графическом виде. Набор параметров, заданный в диалогах графического интерфейса МПК, определяет как пространственную внешнюю форму мужского плечевого изделия, так и его двухмерную развёртку в виде конструкции данного изделия (рис.8). Алгоритм проектирования двухмерной конструкции мужского пиджака разработан на базе ЕМКО СЭВ для мужской одежды.

Рисунок 8. Визуализация трехмерного мужского плечевого изделия и его развертки в разработанном программно-методическом комплексе

Основные выводы и результаты исследования

1. Проведен анализ принятых в российской швейной промышленности размерных признаков мужских фигур; выделены характеристики, определяющие геометрические свойства внешней формы составных частей фигуры: шеи, плеч, груди, живота, спины, ягодиц, верхних и нижних конечностей; методом автоматизированного бодисканирования выявлены 38 наиболее информативных антропометрических точек фигур мужчин; определены параметры, важнейшие для создания трехмерной геометрической модели внешней формы мужской фигуры.

2. Систематизированы данные, описывающие набор точек поверхностей мужских фигур в декартовых координатах, полученных методом бодисканирования и выделенных из облака точек абрисов. На основе результатов проведённой аппроксимации внешней формы мужских фигур методом регрессионного анализа установлены числовые характеристики аппроксимированных кривых.

3. Определена топологическая модель, математически описывающая внешнюю форму мужских фигур и основанная на представлении параметрической поверхности Безье и абрисных линий, использующих многогранники из четырёх рёбер. Для получения геометрической модели пространственной внешней формы мужской фигуры предложена процедура преобразования непрерывной модели в виде аналитического линейного каркаса мужской фигуры в изометрической проекции в дискретный линейный каркас в виде полигональной сетки, составленной из поверхностей Безье.

4. Разработана методика геометрического моделирования пространственной формы мужской фигуры, включающая в себя: получение и систематизацию данных о фигуре человека; аппроксимацию кривыми Безье характерных абрисов фигуры; параметризацию числовых характеристик аппроксимированных кривых с помощью метода регрессионного анализа; построение линейного каркаса пространственной внешней формы; аналитическое описание линейного каркаса пространственной внешней формы мужской фигуры с помощью поверхностей Безье.

5. Установлена исходная информация, необходимая для параметрического проектирования виртуальной трехмерной модели внешней формы одежды, включающая антропометрические характеристики одеваемой фигуры человека, конструктивные особенности и линейные размеры всех элементов проектируемого швейного изделия, схему абрисов мужской фигуры и величины проекционных прибавок в основных информативных точках технического эскиза.

6. Установлена параметрическая взаимосвязь между формой кривых в узловых точках конструкции и сосоответсвующими абрисами изделия, определяющая закономерности изменения кривизны участков в любой точке детали и позволяющая прогнозировать форму проектируемых кривых конструкции

мужского плечевого изделия при любом сочетании концевых точек исследуемых кривых.

7. На основе параметрическом модели заданной мужской фигуры предложен механизм проектирования трехмерной базовой внешней формы изделия, характеризуемой его покроем и силуэтом и обусловленной как расположением узловых точек конструкции мужского пиджака, так и формой кривых его линейного каркаса.

8. Предложен способ преобразования трехмерной параметрической модели базовой формы мужского пиджака путем разработки соответствующих техническому эскизу конструктивно-декоративных эдементов изделия с помощью метода конструктивной блочной геометрии.

9. Разработана методика виртуального трехмерного моделирования внешней формы мужской плечевой одежды, позволяющая: осуществлять интерактивное конструктивное моделирование деталей изделия на виртуальном трехмерном манекене фигуры человека; представить замысел дизайнера в корректной виртуальной модели на заданной фигуре человека; проводить обоснованную виртуальную примерку проектируемых изделий на конкретные фигуры для объективной оценки качества их посадки.

10. Разработан метод параметрического проектирования виртуальной пространственной внешней формы мужских плечевых изделий и разверток конструкций их деталей, отличающийся высокой степенью соответствия внешней форме отшитых образцов проектируемой одежды как в пределах эстетического восприятия, так и математически допустимой погрешности.

11. Систематизированы базы данных о мужской фигуре и особенностях мужских плечевых изделий, аккумулирующие основные параметры, определяющие внешнюю форму мужских пиджаков.

12. Разработан программно-методический комплекс трехмерного параметрического автоматизированного проектирования мужских плечевых изделий, представляющий собой программное приложение, состоящее из ядра и трёх функциональных модулей: графический интерфейс пользователя; модуль «ЗБ-эскиз»; модуль «Конструкция изделия».

Публикации по теме диссертации

Статьи в журналах, определенных ВАК:

1. Бояров М.С. Методика проектирования виртуального манекена [текст]/ В.В. Гетманцева, Л.О. Гальцова, М.С. Бояров, М.А. Гусева// Швейная промышленность. 2011. -№ 6. С.33-34. (0,3 п.л./ 0,18 п.л.)

2. Бояров М.С. Исследование и разработка математической модели абрисов фигуры человека, определяющих её пространственную форму [текст]/ В.В.

Гетманцева, Л.О. Гапьцова, М.С. Кояров// Дизайн. Материалы. Технология. СПб.., 2011. -№ 5 (20). С.94-98. (0,Зп.л./0.19 п.л.)

3. Бояров М.С. Средства разработки САПР с учётом 3D-специфики [текст]/ М. С. Бояров, В. В. Гетманцева, М. Т. Максутова, Е.Г. Андреева// Дизайн и технологии. -М., 2011, № 22(64). С. 39-42. (0,35 п.л./0,15п.л.)

4. Бояров М.С Разработка параметрического способа моделирования внешней формы фигуры человека [текст]/ М. С. Бояров, Е. Г. Андреева, В. В. Гетманцева// Дизайн и технологии. - М., 2012, № 31(73). С.44-49. (0,5 п.л./0,3 п.л.)

Статьи в других научных журналах и изданиях:

5. Бояров М.С. Разработка метода задания пространственной формы женской фигуры'и моделей одежды в виртуальной среде [тезисы]/ Л.О. Гальцова, М.С. Бояров, В.В. Гетманцева// V московский фестиваль науки. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Фестиваль науки». - М.: ИИЦ МГУДТ, 2010. С.22. (0,1 п.л./0,06 п.л.)

6. Бояров М.С. Разработка метода задания пространственной формы нижней опорной поверхности женской фигуры [тезисы]/ М.В.Киселева, М.С. Бояров, В.В.Гетманцева// Сборник IV Международной научно - технической конференции "Инновации и перспективы сервиса".- Уфа. 2011. С.44-47 (0,3 п.л./ 0,1п.л.).

7. Бояров М.С. Virtual Dummy Development in 3D Environment [тезисы], англ. (Проектирование виртуальной модели изделия трехмерной среде)/ V.V. Getmantseva, L.O. Galtsova, M.S. Boyarov, E.G. Andreeva// Grand Fashion: Сборник докладов международной Корейско-Российской конференции. - М.: KF&CDA. -2011. С. 45-47. (0,3 п.л./ 0,1 п.л.)

8. Бояров М.С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012610088. Интерактивная система виртуального проектирования манекена и конструкций женской одежды [электронный ресурс]/ В.В. Гетманцева, Е.Г. Андреева, Л.О. Гальцова, М.С. Бояров; Правообладатель: Министерство промышленности и торговли РФ// Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 10.01.2012 г.

9. Бояров М.С. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013611419. Система виртуального моделирования женской одежды [электронный ресурс]/ Е.Г. Андреева, В.В. Гетманцева, И.А. Петросова, М.С. Бояров; Правообладатель: Министерство промышленности и торговли РФ// Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 09.01.2013 г.

Бояров Михаил Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ МУЖСКИХ ПЛЕЧЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Усл.-печ. 1,0 п.л. Тираж ¿РО экз. Заказ №

Редакционно-издательский центр МГУДТ 117997, г. Москва, ул. Садовническая, 33, стр. 1 Тел/факс (495) 506 72 71 e-mail: rfrost@yandex.ru Отпечатано в РИО МГУДТ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ»

04201355165 На правах рукописи

Бояров Михаил Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ МУЖСКИХ ПЛЕЧЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.19.04 - Технология швейных изделий

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Андреева Елена Георгиевна

Москва - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................ 4

Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ МУЖСКОЙ ФИГУРЫ И ПЛЕЧЕВОЙ ОДЕЖДЫ............................................ 12

1.1. Исследование параметров, определяющих форму мужской фигуры и плечевых изделий................................................... ^

1.2. Методы исследования особенностей внешней формы фигуры

17

человека............................................................................

1.3. Способы объемного формообразования и моделирования поверхности мужской плечевой одежды...................................

1.4. Анализ средств трехмерного моделирования пространственной формы фигуры человека и поверхности одежды........................

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.................................................. 43

Глава 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ

I

ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ МУЖСКОЙ ФИГУРЫ................................................ 45

2.1. Исследование геометрических свойств внешней формы составных частей мужской фигуры........................................... 46

2.2. Разработка методики апппроксимации внешней формы фигуры человека на основе профильных проекций................................. 53

2.3. Разработка параметрической модели пространственной формы мужской фигуры................................................................. 60

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ................................................ 67

Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ВНЕШНЕЙ ФОРМЫ И КОНСТРУКЦИИ МУЖСКИХ ПЛЕЧЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ..................... 70

3.1. Исследование параметров, характеризующих пространственную

71

внешшою форму и конструкцию мужских пиджаков..................

3.2. Разработка параметрической модели пространственной внешней формы мужских плечевых изделий........................................ ^

3.3. Разработка способа формирования конструкции мужской плечевой одежды на основе параметрической модели ее пространственной внешней формы........................................... 81

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ................................................. 89

Глава 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА «ЗБ-ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУЖСКИХ ПЛЕЧЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ»............................................................................ 91

4.1. Выбор средств и способов реализации трехмерного автоматизированного проектирования мужской плечевой одежды............................................................................. 91

4.2. Разработка модулей программно-методического комплекса параметрического трехмерного проектирования мужской плечевой одежды............................................................................. 95

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ............................................. 107

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ..........................................................................................................................108

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................ш

СОКРАЩЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ..........................................................128

ПРИЛОЖЕНИЯ..............................................................................................................................................129

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.

Поставленные руководством страны задачи по разработке и освоению системных информационных технологий в легкой промышленности, по производству конкурентоспособной наукоемкой продукции мирового уровня [1] обуславливают своевременность создания систем автоматизированного трехмерного проектирования одежды, позволяющих обеспечить быструю сменяемость новых моделей и повысить удовлетворенность потребителей российскими швейными изделиями. Внедрение в отечественную швейную промышленность инновационных технологий проектирования одежды способствует дальнейшей модернизации производства, базирующейся на интеграции процессов автоматизации конструирования и технологии изготовления изделий.

В условиях глобализации на современном этапе развития швейной промышленности конструкторско-технологическая документация даже на малых предприятиях разрабатывается преимущественно в системах автоматизированного проектирования (САПР) и может передаваться в электронном виде на удаленно расположенные производства для промышленного изготовления одежды.

Однако, до сих пор остаются практически неформализованными творческие процессы, основанные на субъективном опыте и интуиции специалистов. К ним можно отнести, в первую очередь, этапы создания эскизов новых моделей, художественного и конструктивного моделирования, анализа конкурентоспособности новых моделей одежды с позиции их эстетического восприятия и востребованности потребителями.

Диапазон выпускаемых размероростов для каждой новой модели определяется субъективно, так как отсутствует инструментарий обоснованной оценки качества посадки изделий на фигурах потребителей, а отшивать образец каждой модели по всем размероростам на практике

нерационально, чтобы не увеличивать трудоемкость и материалоемкость процесса проектирования. Адекватное виртуальное представление сезонной промышленной коллекции, разработанной художником, позволит сформировать обоснованную ассортиментную стратегию предприятия и определить целесообразные размеророста для каждой модели, что повысит востребованность выпускаемых изделий и удовлетворенность потребителей.

Проведение виртуальных примерок и объективной оценки качества посадки проектируемых изделий обеспечивается высокой степенью достоверности трехмерных моделей внешней формы одежды, возможностью их интерактивной трансформации вместе с соответствующими плоскостными конструкциями. Корректность таких преобразований зависит от четкой взаимосвязи между параметрами тела человека, параметрами деталей конструкции одежды и параметрами ее виртуальной трехмерной модели. Наличие такой зависимости между характеристиками изделия и фигуры человека, называемой параметрической, допускает возможность сквозного математического описания данных пространственных объектов и создание алгоритма их взаимосвязанной трансформации. Для предпринимателя важно знать: как могут повлиять радикальные или незначительные изменения эскиза на эстетическое восприятие модели, конструкцию деталей изделия, материалоемкость и трудоемкость изготовления изделия, что подтверждает актуальность проводимого исследования.

До настоящего времени виртуальному трехмерному проектированию мужских фигур и изделий уделялось незначительное внимание, и его методология остается недостаточно проработанной. Основу создания виртуального представления внешней формы одежды может составлять проектирование графической модели мужских фигур и одежды в виде каркасной сетки, заданной структурированным массивом данных. База данных формируется на исследованиях размерных признаков и положений антропометрических точек поверхности тела человека, анализе модельных

особенностей швейных изделий. Преобразование структурированного массива данных параметрического каркаса поверхности позволяет получить трансформируемую трехмерную модель внешней формы изделия, изменяющуюся при варьирования любого параметра системы «фигура человека <-> трехмерная модель изделия <-> конструкция».

Степень разработанности проблемы.

Исследованием различных характеристик и классификаций внешней формы фигуры человека занимались такие ученые в области прикладной антропологии , как Моллье С., Бунак В.В., Костин Ю.А. , Дунаевская Т.Н., Коблякова Е.Б., Ивлева Г.С., Иевлева Р.В. Изучению особенностей осанки и телосложения человека посвящены труды Л.П. Николаева, Е.Б. Кобляковой, Т.Н. Дунаевской, Е.И. Бахмат, Г.С. Ивлевой, Т.В. Медведевой, Е.Б. Булатовой. Такими отечественными и зарубежными учеными, как M.JI. Воронин, А.Я. Сковронский, И.Я. Гриншпан, У. Алдрич, П.И. Рогов, Н.М. Конопальцева, А.И. Мартынова, Г.А. Самаров, А.И. Черемных, М.И. Смирнов, B.C. Павлов, В.Н. Кудряшов, С.С. Ешеева, Н.В. Позднякова, Е.К. Волкова, Т.А.Черемисина, В.Е. Кузьмичев, Н.И. Ахмедулова, Л.П. Юдина, О.Резниченко, разрабатывались различные подходы к проектированию конкурентоспособной мужской одежды. Вместе с тем, следует отметить, что количественные параметры, характеризующие внешнюю форму мужской плечевой одежды остаются малоизученными.

Различные подходы к трехмерному проектированию одежды рассматриваются в исследованиях H.H. Раздомахина, C.B. Наумович, А.Г. Басуева, Е.Я. Сурженко, М.В. Андреевой, A.IO. Рогожина, М.А. Гусевой, Ю.В. Линник, В.В. Гетманцевой, И.А. Петросовой, Е.Ю. Струневич, Л.О. Гальцовой, М.В. Киселевой, Е.В. Курбатова, P. Jones, Р. Li, К. Brooke-Wave И, G. West, N. Magnenat-Thalmann, H. Seo, F. Cordier, H. Park, К. Kim, P. Volino, однако до сих пор эта методология недостаточно проработана для эффективного практического использования в швейной промышленности.

Цель и задачи исследования.

Определенная автором цель исследования состоит в разработке методологии автоматизированного проектирования внешней формы мужских плечевых изделий в трехмерной среде.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:

• исследованы способы виртуальной визуализации трехмерных объектов;

• проведен анализ существующих технических и программных средств для трехмерного моделирования фигуры человека;

• проведен анализ способов математического описания сложных поверхностей пространственных объектов и их параметрического моделирования;

• проведен анализ признаков внешней формы мужских фигур и геометрическая интерпретация параметров, характеризующих мужские плечевые изделия с художественной и конструкторской точки зрения;

• выявлены основные вербально-интуитивные характеристики мужского пиджака, определяющие экспертную оценку качества посадки изделия на заданных фигурах;

• разработан способ аппроксимации внешней формы мужских фигур путем описания антропометрических точек в сагиттальной, фронтальной и продольной плоскостях;

• разработаны топологическая и геометрическая модели, описывающие внешнюю форму мужских фигур и плечевых изделий;

• установлена взаимосвязь между изменением параметрических характеристик пространственной внешней формы мужских плечевых изделий и деталями их конструкции;

• разработан способ преобразования параметрической поверхности мужской фигуры в адекватную виртуальную трехмерную оболочку проектируемого швейного изделия;

• разработано информационное, методическое и программное обеспечение трехмерного виртуального проектирования мужских плечевых изделий, интегрируемого с системами автоматизированного двухмерного проектирования конструкций одежды.

Объектом исследования является процесс проектирования внешней формы и конструкций мужской одежды. Предметом исследования выступает методология виртуального трехмерного проектирования мужской плечевой одежды.

Методы исследования.

В работе использованы методы системно-структурного анализа, принципы аналитической, дифференциальной и численной геометрии, математического моделирования, интегрального исчисления, полигональных сеток и технологии конструктивной блочной геометрии, методы математического описания сложных пространственных объектов параметрическими поверхностями Кунса и Безье, методы регрессионного анализа и математической статистики, теоретические и практические знания в области создания интеллектуальных САПР и трехмерной анимации, методы конструирования одежды на типовые и индивидуальные фигуры. Для решения отдельных задач использовались операционная система Microsoft Windows 7, система компьютерной алгебры Maxima, графический редактор Corel Draw, среда разработки Ot Creator, система .^-моделирования Blender, САПР AutoCAD, специализированная САПР EleandrCAD.

Научная новизна исследования состоит в: S выявлении наиболее информативных антропометрических точек и параметров, определяющих геометрические свойства внешней формы мужской фигуры и мужских плечевых изделий;

S систематизации эмпирических графических данных, описывающих набор точек поверхностей мужских фигур, и установлении числовых параметров, характеризующих кривые, аппроксимирующие внешнюю форму мужских фигур;

^ разработке способа формирования линейного каркаса внешней формы мужских фигур, образуемого соединением точек абрисов из кривых Безье как границ участков проектируемой оболочки во фронтальной и изометрической проекциях;

^ разработке геометрической модели, описывающей пространственную внешнюю форму мужских фигур и соответсвующие им плечевые изделия, полученные путем преобразования из непрерывного аналитического линейного каркаса фигуры в изометрической проекции в дискретный линейный каркас изделия в виде полигональной сетки из поверхностей Безье.

Новыми являются следующие результаты исследования: ^ выявленная параметрическая взаимосвязь между формой кривых в узловых точках конструкции и соответствующими абрисами швейного изделия, определяющая закономерности изменения кривизны участков в любой точке деталей конструкции мужского плечевого изделия; ^ разработанный алгоритм проектирования трехмерной базовой внешней формы одежды заданного покроя и силуэта на основе параметрической модели мужской фигуры различного телосложения;

^ разработанный способ преобразования трехмерной базовой внешней формы мужского пиджака в соответствующую техническому эскизу пространственную внешнюю форму изделия с проектируемыми конструктивно-декоративными элементами;

^ разработанный метод проектирования виртуальной трехмерной внешней формы мужских плечевых изделий на заданных мужских фигурах, позволяющий обеспечить одновременную корректную трансформацию виртуальной пространственной модели изделия и его конструкции.

Практическая значимость диссертации состоит в разработке: ^ способа представления трехмерных моделей внешней формы мужских плечевых изделий, обеспечивающего высокую степень достоверности, проведение виртуальных примерок и объективную оценку качества посадки проектируемых изделий;

^ методики геометрического моделирования пространственной формы мужской фигуры;

^ базы данных основных параметров, определяющих внешнюю форму мужских плечевых изделий, на основе систематизации информации о мужской фигуре и особенностях мужских плечевых изделий для параметрического проектирования виртуальной трехмерной модели внешней формы одежды;

V" метода параметрического проектирования трехмерного виртуального манекена любой мужской фигуры, позволяющего с высокой степенью достоверности получать заданные абрисы и проекции фигуры; ^ методики виртуального трехмерного моделирования внешней формы мужской плечевой одежды, позволяющей как осуществлять интерактивное конструктивное моделирование деталей изделия на виртуальном трехмерном манекене заданной фигуры человека, так и объективно оценивать качество посадки проектируемых моделей одежды благодаря их виртуальной примерке на конкретные фигуры потребителей;

^ программно-методического комплекса трехмерного параметрического проектирования мужских плечевых изделий, позволяющего получать виртуальное трехмерное представление проектируемого изделия, двухмерную развертку и соответствующую конструкторскую документацию.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Практическая значимость результатов работы подтверждена результатами промышленных испытаний в условиях ООО «Ателье-2» (Москва), ООО «Славянка» (Москва), ООО «Центр инновационных стратегий» (Москва) и полученными положительными отзывами, что подтверждено соответствующими справками.

Результаты диссертационного исследования были использованы для создания метода проектирования виртуального трехмерного манекена фигуры человека, методики интерактивного трехмерного моделирования внешней формы швейного изделия и программного обеспечения по теме

НИОКР «Разработка автоматизированной системы параметрического моделирования одежды сложных форм» при выполнении Государственного контракта Министерства промышленности и торговли РФ №12411.0816900.19.076 от 03.04.2012 г.

Основные выводы и теоретические положения по работе докладывались и получили положительную оценку на заседаниях кафедры «Художественное моделирование, конструирование и технология швейных изделий» МГУДТ, на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «V Московский фестиваль науки» (Москва, 2010), IV Международной научно - технической конференции "Инновации и перспективы сервиса" (Уфа, 2011) и Международной научно - �