автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка метода проектирования поясных изделий на фигуры различного телосложения с использованием цифровых технологий

Введение.

1. Анализа существующих методов проектирования одеяоды на фигуры различного телосложения.

1.1. Методы получения информации о размерах и форме фигуры человека и направление их совершенствования. д

1.1.1 Контактные методы антропометрических исследований.

1.1.2 Бесконтактные методы изучения формы и размеров фигуры человека.

1.2. Методы проектирования одежды на фигуры нетипового телосложения.

1.3. Автоматизация проектирования одежды по индивидуальным заказам.

Выводы по разделу 1.

2. Разработка бесконтактного метода создания графической и цифровой модели поверхности фигуры (виртуальной фигуры) человека.

2.1. Разработка устройства для получения цифровой информации поверхности фигуры.

2.2. Разработка метода создания виртуальной фигуры с использованием цифровых технологий.

2.2.1 Анализ способов задания поверхностей.

2.2.2 Получение и обработка цифровой информации о поверхности фигуры.

2.2.3 Создание графической модели оцифрованной поверхности.

2.3. Проверка результатов создания виртуальной фигуры с использованием контактного метода оцифровки.

Выводы по разделу 2.

3. Разработка метода получения.разверток опорных участков поясной одежды, визуализированной в трехмерной САПР.

3.1. Анализ геометрии внутренней формы прямой юбки.

3.2. Разработка метода построения разверток конструктивных полос.

3.3. Разработка метода определения нижней границы опорной поверхности фигуры для проектирования прямой юбки.

3.4. Разработка методики построения конструкции юбки с использованием цифровой информации о поверхности и теории чебышевской сети.

Выводы по разделу 3.

4. Исследование и разработка методов конструирования поясных изделий.

4.1. Метод проектирования прямой юбки на индивидуальную фигуру на основе измерений.

4.2. Анализ факторов, влияющих на форму и конструкцию брюк

4.3. Разработка процедуры построения конструкции брюк на основе информации о размерах и форме тела человека. юб

4.3.1. Разработка макета внешней формы брюк.

4.3.2. Построение конструкции брюк.

4.4. Изготовление и оценка образцов изделий. по

4.5. Разработка алгоритма конструирования поясных изделий на фигуры различного телосложения с использованием цифровых технологий.

Выводы по разделу 4.

Интенсивное развитие электронно-вычислительной техники, рост ее доступности с каждым годом создают все большие возможности для широкого внедрения автоматизированных систем проектирования в швейной промышленности. На данный момент за рубежом и в России создан ряд интегрированных САПР одежды, решающих различного рода задачи проектирования одежды и технологии ее изготовления. Рынок автоматизированных систем предоставляет реальные возможности для эффективного конструирования одежды, градирования деталей, проектирования оптимальных технологических процессов и раскроя материалов. В настоящее время наиболее перспективным для разработки конструкций одежды можно считать использование цифровых 3D технологий.

Качество посадки одежды при изготовлении ее по индивидуальным заказам в большой мере зависит от учета особенностей внешней формы тела заказчика. При изготовлении изделий по индивидуальным заказам населения широкое распространение наряду с муляжным и расчетно-графическим получили прогрессивные методы: метод модификации базовой конструкции одежды в соответствии с отклонениями от типового телосложения; макетно-жилетный метод. Любой из этих методов может быть использован при автоматизированном проектировании одежды.

Эти методы базируются на контактных методах измерения, в основном они направлены на исследование верхней опорной поверхности фигуры человека и изучение влияния отклонений от типового телосложения на конструкции изделий. Для проектирования поясной одежды на фигуры различного телосложения не менее важно располагать точной информацией о нижней опорной поверхности фигуры. Этот вопрос до настоящего времени мало исследован.

Одной из характеристик качества продукции швейной промышленности является удобство одежды, определяемое соответствием формы и размеров одежды форме и размерам тела человека.

Современные компьютерные технологии позволяют осуществлять дистанционный прием заказов на индивидуальное беспримерочное изготовление одежды на фигуры различного телосложения. Для этого необходим бесконтактный метод измерения фигуры, обеспечивающий быстрое проведение измерения с высокой степенью точности и возможность электронной передачи информации на далекие расстояния.

Шагом в развитии бесконтактных методов измерения фигуры является использование фотограмметрии, однако при этом невозможно получить информацию о поверхности фигуры.

Несомненную ценность для изучения формы и размеров объектов имеет стереофотография. Стереосъемка позволяет наблюдать объект объемно и точно определять пространственные соотношения между его элементами. В настоящее время имеется опыт использования стереосъемки и цифровых технологии для компьютерного проектирования одежды.

Для создания комфортабельной одежды наиболее эффективно использование трехмерной системы проектирования; при этом первостепенное значение имеет правильное проектирование виртуальной фигуры, основанное на результатах антропометрических исследований.

Современные технические средства (цифровые фотоаппараты, сканирующие камеры) позволяют получать цифровую информацию о фигуре заказчика, необходимую для учета особенностей внешней формы тела. Такая информация является исходной для виртуального проектирования модельной формы одежды в САПР 3D. Виртуальный трехмерный объект в свою очередь является базой для получения точных разверток поверхности. Открывающиеся возможности, предоставляемые компьютерными технологиями, могут быть использованы для изучения вопросавдвухмерного отображения, формы.с целью совершенствования способов получения разверток деталей. .

Для разработки методов проектирования поясной одежды в системе 3D-2D необходимо проведение исследований взаимосвязи характеристик внешней формы нижней опорной поверхности тела человека с конструктивными параметрами развертки опорных участков.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка методики конструирования поясных изделий на фигуры различного телосложения с использованием информации о проектируемом объекте, задаваемой в трехмерной системе.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: разработать метод беспримерочного изготовления поясной одежды на индивидуальную фигуру человека; разработать устройство для стереофотографирования фигуры человека; разработать методику создания виртуального каркаса поверхности фигуры; провести исследование геометрических форм опорных участков женских фигур; разработать метод инженерного задания разверток поверхности фигуры; исследовать взаимосвязь характеристик внешней формы нижней опорной поверхности тела человека с конструктивными параметрами развертки опорных участков; разработать технологию автоматизированного проектирования разверток деталей поясной одежды, форма которой задана в трехмерной системе; апробировать дистанционный обмен цифровой информацией для проектирования одежды на фигуры различного телосложения.

Объект исследования. В качестве объекта исследования в диссертационной работе выбран процесс проектирования поясной одежды.

Методы и средства исследования. Работа выполнена с системным подходом к процессу проектирования поясных изделий. На разных этапах исследований использованы методы фотограмметрии, стереофотограмметрии, геометрического моделирования, экспертных оценок, антропометрических измерений, алгоритмизации, графического анализа. В работе использовались программы Microsoft Excel, Photoshop, MathCAD, 3DMAX, AutoCAD 2004, специализированная программа EJeandr CAD.

Научная новизна работы заключается в следующем: разработано стереофотографическое устройство для получения информации о поверхности фигуры человека с использованием цифровых технологий; разработана математическая процедура для определения геометрических параметров нижней границы опорной поверхности фигуры; усовершенствован метод триангуляции, используемый для развертывания поверхности; разработан алгоритм и отдельные компоненты программного обеспечения для автоматизированного проектирования поясной одежды на фигуры различного телосложения.

Практическая значимость работы состоит в следующем: разработаны контактный и бесконтактный методы получения информации о размерах и форме фигур различного телосложения; разработана методика проектирования поясной одежды, базирующаяся на предложенном в работе контактном методе измерения фигуры; разработана методика проектирования поясной одежды на фигуры различного телосложения в системе 3D-2D; апробирован, дистанционный, обмен цифровой информацией для проектирования поясной одежды (юбок и брюк) на фигуры различного телосложения.

Апробация результатов работы. Разработанный метод прошел производственную проверку в компании «Даю» (г. Цзиньчзоу, КНР) и в компании «Чанли» (г. Цзиньчзоу, КНР).

Годовая экономия от снижения себестоимости в производство предложенных мероприятий по проектированию одежды составит 750$.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 2 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 129 страницы текста, которые включают 14 таблиц и 50 рисунков. Список использованной литературы содержит 126 наименования. Приложения представлены на 54 страницах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлено, что для изготовления одежды по индивидуальным заказам наиболее приемлемым способом изучения пространственной формы фигуры человека является бесконтактный способ с использованием цифровых фотоаппаратов, сопряженных с компьютером. Компьютерные технологии предоставляют возможность создания виртуальной фигуры заказчика и формы изделия в соответствии с особенностями фигуры.

2. Разработан метод проектирования поясной одежды на индивидуальную фигуру человека с использованием специального измерительного приспособления и программы Eleandr CAD для построения конструкции, обеспечивающий возможность беспримерочного изготовления юбок и брюк на фигуры различного телосложения.

3. Разработан метод стереофотографирования фигуры заказчика, включающий условия проведения съемки, требования к установочному стенду и техническим средствам для регулярной точечной разметки поверхности фотографируемого объекта, позволяющий в результате цифровой обработки стереопар получать информацию для виртуального воспроизведения поверхности в трехмерной компьютерной среде.

4. Разработан метод определения геометрии линии нижней границы опорных участков поверхности, позволяющий обоснованно проектировать продольные членения на трехмерном изображении поверхности и ее развертках.

5. Усовершенствован метод триангуляции для развертывания участков поверхности с целью повышения точности отображения элементарных четырехугольников поверхности на развертках. Новый метод двойной триангуляции позволяет минимизировать массив цифровой информации о поверхности без снижения точности получаемых разверток.

6. Разработана методика проектирования поясной одежды на фигуры различного телосложения с использованием цифровых технологий, включающая стереофотограмметрию, визуализацию формы объекта и использование теории чебышевской сети для развертывания деталей. Методика обеспечивает возможность беспримерочного изготовления поясной одежды на фигуры различного телосложения.

7. Апробирован метод разработки конструкции поясных изделий на фигуры различного телосложения с использованием дистанционного обмена по • электронной почте цифровой информацией о фигуре заказчика и проектируемой форме одежды, визуализированной в трехмерной системе. Метод обеспечивает хорошее качество посадки изделий на фигурах. I

1. Орленко JI.B. Терминологический словарь одежды. М., 1996г.

2. Медведева Т.В. Художественное конструирование одежды. М., 2003г.

3. Рахимов Р. Г., Трухан Г. Л. Построение разверток опорной поверхности при конструировании одежды. М., 1967г.

4. Стебельский М.В. Макетно-модельный метод проектирования одежды. М., 1979г.

5. Сухарев М. И., Бойцова А. М. Принципы инженерного проектирования одежды. М., 1981г.

6. Бескоровайная Г.П. Конструирование одежды для индивидуального потребителя. М., 2001г.

7. Юдина Л. П., Савостицкий А. В. Методы определения опорной поверхности. Технология легкой промышленности, 1968г, №6.

8. Дунаевская Т.Н. и др. Размерная типология населения с основами анатомии и морфологии человека. М.,2001г.

9. Покровская О. В. Метод проектирование одежды на основа визуализации внешнего облака заказчика: Дис. к.т.н. МГУДТ., 2002г.

10. Петров С. В., Медведева Т. В. Авторское свидетельство на программный продукт №920078. Программа синтеза цифровых моделей поверхностей объектов сложной формы.

11. Раздомахин Н.Н. Трехмерные геометрические модели в проектировании одежды. //Швейная промышленность, 1998г. № 6.

12. Раздомахин Н.Н., Басуев А.Г. Создание трехмерного изображения модели одежды на Экране монитора. //Швейная промышленность, 1996г. №5.

13. Коблякова Е.Б., Ивлева Г. С. и др. Конструирование одежды с элементами САПР. М., 1988г.

14. Коблякова Е.Б. и др. Основы проектирования рациональных размеров и формы одежды. М., 1985г

15. Савельева Н.Ю. Совершенствование методов автоматизированного проектирования одежды на индивидуального потребителя: Дисс.к.т.н. 1999г.

16. ГОСТ 17522-72 «Типовые фигуры женщин. Размерные признаки для проектирования одежды».

17. Куршакова Ю.С., Дунаевская Т. Н. и др. Проблемы размерной антропологической стандартизации для конструирования одежды. М., 1978г.

18. Иваницкий М.Ф. Анатомия человека. М., 1969г.

19. Иорт Л.Ю. Устройство для снятия мерок с фигуры человека. Патент СССР №549138. 1974г.

20. Иванов М.Н, Колбасин В.М и др. Устройство для снятия мерок. Патент РФ.№936874.

21. Римкявичюс П. П. Устройство для снятия мерок с фигуры человека. Патент СССР.№1039477.

22. Иорт Л.Ю. Устройство для снятия мерок с фигуры человека. Патент СССР №695653. 1979г.

23. Шренцель В. М., Егоров В. В. Автоматизация проектирования одежды. Обзорная информация. Серия 75.33.29. Минск, 1986г.

24. Акилова 3. Т. Проектирование корсетных изделий. М., 1979г.

25. Богушко А. А. Разработка геометрической информации для автоматизированного проектирования одежды: Дисс. к.т.н. 1984г.

26. Трутченко Л. И. Разработка элементов автоматизированного процесса проектирования конструкций одежды на базе развертки поверхности манекена: Дисс. к.т.н. 1984г.

27. Трутенко Л.И., Пантелеева А. В. и др. Конструирование женский одежды. Минск. 2001г.

28. Мартынова А. И. Усовершенствование конструкции основных деталей брюк и методов их формования: Дисс . к. т. н., 1987г.

29. Момот Т. В. Исследование и совершенствование методов проектирования базовых основ конструкций женской легкой одежды: Дис. к.т.н., М., 1982г.

30. Раздомахин Н.Н., Басуев А. Г. Система СТАПРИМ в индивидуальном производстве одежды. //В мире оборудования, 2004г. №9.

31. Прыгункова Е.Н. О возможности использования метода муаровой топографии в конструировании одежды. В кн. Совершенствование методов конструирования, формования и улучшения качества швейных изделий. 1981г.

32. Киселев С. Ю. Разработка элементов САПР технологической оснастки обуви: Дис. к.т.н., М.: МТИЛП. 1990г.

33. Киселев С. Ю., Бекк Н. В. Перспективы развития бесконтактных методов обмера стоп. В кн. Межвузовский сбор. Трудов, М.: МГАЛП. 1999г.34. www.glossaiyjru/;www.lib.csu.ru/;www.ature.ok.ru/;Widescan.ru; www.lib.csu.ru/;www.krugosvet.ru/.

34. Пашаев Б. С. Исследование и разработка метода получения обобщенных антропометрических данных с использованием бесконтактных способов обмера и ЭВМ: Дис. к.т.н., М.: МТИЛП. 1982г.

35. Яковлева Е. Я. Разработка метода проектирования конструкций женского платья гладкой формы в системе 3-CAD: Дис. к.т.н., М.: ГАСБУ. 1996г.

36. Чистякова Т. В. Исследование и разработка метода трехмерного проектирования базовых основ одежды: Дис. к.т.н., М.: МГЛП. 1993г.i

37. Курбатов Е.В. Разработка информационного обеспечения интегрированной системы трехмерного и двухмерного проектирования одежды: Дис. к.т.н., М.: МГУДТ. 2005г.

38. С.Н.М. Hardaker, G.J.W. Fozzard. Трехмерные компьютерные оболочки для проектирования одежды. //В мире оборудования. № 2. 2001г.40. «Умная» примерочная от компании QinetiQ. Computerworld. 2003г.

39. SYMCAD Turbo Flash 3D «1е maitre tailleur electronique». Modes & Techniques № 693. 04-2002r.

40. Autoscan: a flexible and portable 3D scanner. IEEE Computer Graphics and Aplication. 1998. №5/6.

41. Wolfgang Stirzlinger, Ray-Tracing Triangular Trimmed Fre-Form Surfaces. IEEE Computer Graphics and Aplication. 1998. №3.

42. Paolo Cignoni, Roberto Scopigno. Multireolution Representation and Visualization of Volume Data. IEEE Computer Graphics and Aplication. 1998r. №2.45. {Й8Ш, ШШ^Ш. ^tfiUfeli. 2004^.

43. Единая методика конструирования одежды. Т1. Теоретические основы. М., 1988г.

44. Единая методика конструирования одежды. Т2. Теоретические основы. М., 1988г.

45. Мартынова А.И. и др. Конструктивное моделирование одежды. М., 2002г.

46. Медведков В. М., Кокеткина П. П. Справочник по конструированию одежды. М., 1982г.

47. Типовая техническая документация по конструированию, технологии изготовления, организации производства и труда,основным и прикладным материалам, применяемым при изготовлении мужских костюмов. М., 1983г.

48. Лашина И.В. и др. Рекомендации по модификации основныхпараметров крнструкции верхней женской одежды в зависимости оттипа телосложения фигур. Швейная промышленность. 1992г. №4.

49. Лашина И. В. Разработка исходной информации для автоматизированного проектирования женской верхней одежды на фигуры нетипового телосложения: Дисс . к. т. н., 1992г.

50. Воронин М.Л. Конструирование и изготовление мужской верхней одежды беспримерочным методом. МБОН УССР. Киев, 1986г.

51. Мартынова А.И. Автоматизированное проектирование одежды. /Швейная промышленность, № 1, 2005г.

52. Матузова Е. М., Соколова Р. И. и др. Разработка конструкций швейных изделий по моделям. М. 1983г.

53. Лашина И.В. Конструирование швейных изделий на фигуры нетипового телосложения. Омск. 2004г.

54. Коблякова Е. Б., Мартынова А. И. и др. Лабораторный практикум по конструированию одежды с элементами САПР. М. 1992г.

55. Савельева Н.Ю. Совершенствование методов автоматизированного проектирования одежды на индивидуального потребителя: Дисс.к.т.н. 1999г.

56. Беженар В.С "Одевашки" или трехмерная модель? //Рынок легкой промышленности. 2002г. №25.

57. Раздомахин Н.Н. и др. Апробация системы трехмерного проектирования одежды в индивидуальном и серийном производстве одежды. Швейная промышленность, 1997г. № 4.

58. Раздомахин Н.Н. Современная технология производства одежды-единство двух- и трехмерного проектирования. //В мире оборудования, 2002г. №9.

59. Трухан Г. Л. Построение разверток деталей одежды. Киев, 1957г.

60. Рогов П. И. Методические разработки по конструированию женской верхней одежды. М., 1998г.

61. Шершнёва JI. П. Конструирование женской одежды на типовые и нетиповые фигуры. М., 1980г.

62. Петров С. В., Медведева Т. В. Авторское свидетельство на программный продукт №920078. Программа синтеза цифровых моделей поверхностей объектов сложной формы.

63. Медведева Т. В., Петров С. В. и др. Представление моделей одежды в интерактивном режиме на основе трехмерной базы данных. /Швейная Промышленность. 1993г. №3.

64. Петров С. В., Медведева Т. В. Метод проектирования цифровых моделей поверхностей манекенов фигур. //Швейная Промышленность. 1992г. №5.

65. Shawn Meadows. Digital Zone offers industry glimpse of tomorrow's supply chain. Bobbin Americas 2000 at a glance.- Bobbin Magazine. October, 2000r.

66. Родэ C.B., Киселев С.Ю. Применение муар-эффекта для бесконтактного обмера стоп / 1992 International Conference on Advanced and Laser Technologies ALT 92, Moscow, Book of summaries, part 2.

67. Рахманов H.A., Стаханова С.И. Устранение дефектов одежды. М., 1985г.

68. Булатов Е.Б. и др. Новый подход к автоматизации проектирования одежды. /Швейная промышленность, 1999г. №2.

69. Тузова И.А. Разработка метода гибкого многовариантного проектирования женской верхней одежды: Дисс.к.т.н. 1998г.

70. А. Блейкер. Применение фотографии в науке. Пер. с англ. С. 97. М. 1980г.74. http://www.i-designer-web.com

71. Руководство. Nikon COOLPIX3100/2100, printed in Rus.76