автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка метода трёхмерного проектирования внешней формы изделия на типовые и индивидуальные фигуры

На правах рукописи

005007827

ГАЛЬЦОВА ЛЮДМИЛА ОЛЕГ ОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ТРЁХМЕРНОГО ПРОЕКТ«ТОВАНИЯ ОДЕЖДЫ Н А Т ИПОВЫЕ И ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ФИГУРЫ

Специальность 05 .19.01 - «Технология ш земных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации н* соискание учёной степени кандидата технических наук

2 6 ЯН В 2012

Москва-2012

005007827

На правах рукописи

ГАЛЬЦОВА ЛЮДМИЛА ОЛЕГОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ТРЁХМЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ Нд ТИПОВЫЕ И ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ФИГУРЫ

Специальность 05Л9.04 - «Технология швейных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание учёной степени кандид г.а технических наук

Москва-2012

Работа выполнена в Московском государственном университете дизайна и технологии на кафедре художественного моделирования, конструирования и технологии швейных изделий

кандидат технических наук Разин Игорь Борисович

Ведущая организация: ОАО «Центральный научно-исследовательский институт лёгкой промышленности»

Защита состоится «15» февраля 2012 г.» /5.30 часов

на заседании диссертационного совета Д 212.144.01 в Московском государственном университете дизайна и технологии по адресу:

115998, Москва, ул. Садовническая, 33.

С диссертацией можно ознакомиться и библиотеке Московского государственного уттзерсятета дизайна и технологии.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Гетмаацева Варвара Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кузьмичев Виктор Евгеньевич

Автореферат разослан « /у-» __2012 г.

Учёный секретарь

Диссертационного совета Д 212.144.01 ^¡С---Е. В. Лунина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный потребитель стремится к созданию гармоничного внешнего образа, н связи с этим повышаются его требования к эстетичности одежды. Для удовлетворения запросов потребителя необходимо внедрение новых технологий проектирования, отличающихся возможностью автоматизирэва( ного получения конструкций изделий с заданными эстетическими характеристиками. Решением этой задачи может стать разработка системы виртуального трёхмерного проектирования модели, как переходного этапа о" художественного эскиза к конструкции.

Стремление конструктором к переходу от работы с плоскими разнергками деталей к целенаправленному объемному проектированию обусловлено гем, что одежда является сложным трехмерным объектом, и форма контуров ее разверток не поддается точном)' расчету на плоскости. Осуществление взаимосвязи двухмерной конструкции и трёхмерного изображения изделия является средством достижения соответствия образных представлений проектировщика о внешнем виде будущего изделия.

Все ведущие фирмы, занимающиеся разработкой САПР одежды, проводят научные исследования в области компьютерного ЗЭ проектирования. Многие разработчики САПР предлагают трехмерные модули на базе программ и в виде виртуальных манекенов, отображающих реальную погерхность фигуры потребителя. Но, лай правило, современные системы отличаются узкой специализацией и не в состоянии соответствовать всем требованиям конструктора и художника.

Актуальной является проблема работки метода проектирования 3(1-манекена и поверхности изделия, редактируемых на любой тип фигуры потребителя н широком диапазоне размерных признаков, имеющих высокую параметрическую точность и информативность при минимально производимы л расчётах, обеспечивающих параметрическую взаимосвязь с двухмерной развёрткой изделия.

Метод трёхмерного проектирования внешне? формы изделия откроет возможности художественного троектирования и моделирования швейных

изделий с получением качественных разверток деталей одежды, откроет перспективы проектирования швейных изделий сложных пространственных форм, позволит осуществить функцию САПР «Виртуальная примерка» с учётом особенностей реалистичного распределения прибавок, что освободит процесс создания модели одежды от трудоёмкого и материалоёмкого этапа макетирования.

Объектом исследования выбран процесс проектирования внешней формы и конструкции женской одежды.

Цель диссертационной работы. Разработка метода параметрического проектирования внешней формы и конструкции изделия в виртуальной трёхмерной среде с учётом особенностей типовых и индивидуальных фигур.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

• проведён анализ современных методов проектирования одежды;

• исследованы особенности топографии поверхности женских фигур;

• обоснован состав размерных признаков, необходимый для представления виртуальных манекенов типовых и нетиповых фигур в трёхмерной компьютерной среде;

• разработан способ математического описания трёхмерного виртуального манекена женской фигуры;

• разработана база интерактивных элементов для создания трёхмерного изображения внешней формы изделия;

• разработан способ параметрического описания пространственной формы изделия относительно поверхности тела человека;

• разработан способ проектирования двухмерной конструкции, параметрически взаимосвязанной с трёхмерным изображением изделия.

Основные методы исследования. В работе использованы' 'методы фотограмметрического анализа, статистической обработки данных, принципы аналитической, дифференциальной и численной геометрии, математического анализа, математического моделирования, интегрального

исчисления, методы конструирования одежды на типовые и индивидуальные фигуры.

Научная новизна результат ов диссертационно» работы состоит в:

• разработке классификации венских фигур, основанной на принципе подобия абриссв;

» обосновании состава размерных признаков, необходимого для представления женской фигуры в трёхмерной компьютерной среде;

• обосновании способа проектирования трёхмерного манекена как однородной кусочно-гладкой гараметрической поверхности на основе теории кинематических поверхноггей;

о разработке математического описания поверхности манекена, редактируемого на типовые п неттовые женски г фигуры; » разработке математических моделей для проектирования пространственной формы швейньх изделий в трёхмерной среде;

• в формировании основных принципов параметрической взаимосвязи трёхмерной конструкции женское: одежды и её двухмерной развёртки.

Практическая значимос ть работы состоит в разработке: » базы данных графических, элементов, характеризующих линии абрисов типовых и метиловых женских фигур;

• способа расчёта дополнитель ных параметров и функций, необходимых для создания математической подели поверхности трёхмерного манекена;

• структуры диалога, позволяющего пользователю задавать параметры женской фигуры типового и нетипового телосложения для построения трёхмерного манекена;

• способа расчёта распределения традиционных прибавок по обхватам фигуры с учётом реалистичной информации о посадке изделия на фигуре;

• математического обеспечение для проектирования пространственной формы изделия в трёхмерной среде;

• основных принципов параметрической взаимосвязи трёхмерной конструкции и её двухмерной развёртки;

• методики проектирования интерактивной двухмерной развёртки изделия, параметрически взаимосвязанной с пространственной конструкцией.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформированных в диссертации, подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, современными методами их решения, использованием известных положений фундаментальных наук и результатами промышленной апробации разработанных методик.

Апробация и реализация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на следующих конференциях:

-всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодая наука» V Московского фестиваля науки, 2010 г.;

-Korean-Russian International Fashion Conference «Grand Fashion» на тему «Working out of the new process structure on moulding headdresses manufacturing from collagen fibers»;

Производственная апробация метода трёхмерного проектирования швейных изделий проведена в условиях ООО «Ателье-2», ООО «Гротеск», ООО «Кристель», где были получены положительные отзывы.

Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках настоящей диссертации, содержатся в девяти печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и работе в целом, списка литературы и 6 приложений. Основные результаты работы изложены на 2MSстраницах, в том числе содержат fs рисунков, 45 таблица Приложения включают страниц. Библиографический список составляет

наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во внедсшш оГюсновата актуальность диссертационной работы, сформулированы цели, згдачк определены основные пути их решения. Приведены научная новизна и практическая значимость работы.

В перной главе для обоснования инновационных разработок в области развития методов трёхмерною (30) проектирования и моделирования внешней фермы и конструкций одежды проведён анализ процесса 30 проектирования в современных автоматизированных системах. Результатом анализа явилась систематнзси.ня и структурирование информации о современны;; научных исследованиях, разработках и основных проблемах в этой области (Рисунок 1) Предложены и обоснованы пути совершенствования и развития методов 30 проектирования одежды.

Одной из наиболее актуальных проблем трёхмерного проектирования одежды является проектирован г.с поверхности изделия и соответствующей ей плоской развёртки. 'Этапм подготовки исходной информации при проектировании пространственной формы изделия и его развёртки зависят от способа проектирования поверхности фигуры человека.

В современных автоматизированных системах параметрическая модель поверхности фигуры человека и изделия задаётся в виде точечного или точечно-линейного каркаса. Такси способ позволяет визуализировать фигуру человека и внешнюю форму изделия, определить координаты основных антропометрических и информационных точек, необходимых для построения конструкции изделия, но и<г даёт возможность получать полную параметрическую информации! о самой поверхности, её топографии и элементах, что затрудняет процесс расчета и построения развёрток изделия. Другой немаловажной проблемой существующего способа задания внешней формы изделия является сложность реализации процесса моделирования и модификации поверхности одежды сложной фермы (в том числе и складчатой) при создании ноных образцов одежды. Это не позволяет в полной мере реализовать процесс интерактивного ЗО-моделирования в автоматизированной среде.

г

s S 3 3 g Sí 11 Я 1 1-1

з а s = 2 У,

S ?

m § 1 S 3 * £ а

i г i 8 о с и

<s С *

ч X

и §

X ra ca o o.

ñ í¡ o

CL

с

Q

ГЛ

2: V

Ю o

CL

с

Ï

«

m о et

It П

S

I

о ï >1 и

В связи с выявленными проблемами (см. Рисунок 1), Еюзникла необходимость разработки \егода проектирования Зс)-манекена и поверхности изделия, редактируемых на любой тип фигуры потребителя в широком диапазоне размерных признаков, имеющих высокую информативность при минимально производимых расчётах, обеспечивающих параметрическую взаимосвязь с ^Еухмерной развёрткой изделия.

При исследовании спссобов геометрического моделирования просгранствешых поверхностей установлено, что поставленные задачи могут быть ргшены с использо $анием кинематического способа описания поверхностей, при котором поверхности фигуры и изделия проектируются с помощью системы уравнений у = И (х, г). Теория кинематических поверхностей гщё не была применена при описании объектов в швейной отрасли, но является наиболее ра* локальной в аналитической геометрии.

Использование уравнений поверхности при описании пространственной формы женами фигуры и медалей одежды позволит установить однозначные математические законы для любой точки, линии или участка данной поверхности, а, следовательно, однозначно устанавливать параметры и место раегюложе! ия любой части или элемента изделия в пространстве и на плоскости. Эго позволит проектировать параметрически информативные модельные особенности будущего изделия, и, как следствие, осуществлять переход к качественной двухмерной развёртке.

Во второй главе представлены результаты исследования особенностей внешней формы женских фигур. На основе антропоморфологического анализа фигур различного тглогтожения систематизирована и разработана структура исходной информация для трёхмерного проектирования поверхности женской фигуры с применением теории кинематических поверхностей. Структура исходной информации вюмочает:

-параметрический модель в виде системы параметров, характеризующих внешнюю форму фигуры;

-набор данных об особенностях геометрии внешней формы фигуры (конфигурации поперечных сечений и вертикальных рельефных линий).

На этапе разработки параметрической информации по результатам антропоморфологического исследования выделен набор информативных точек, характеризующих поверхность тела женской фигуры. В данный набор, помимо существующего состава точек (используемых во многих научных разработках), включены 4 дополнительные точки, не используемые в более ранних работах. К ним относятся выступающая точка грудной клетки, расположенная на передней поверхности фигуры, точка верхнего выступания лопатки, точка нижнего основания лопатки, точка выступания бёдер сбоку. Дополнительные информативные точки позволяют более детально воспроизводить поверхность любой нетиповой фигуры.

Каждая информативная точка в трёхмерном пространстве задаётся тремя координатами, значения которых определяются проекционными параметрами женской фигуры. Выделено 47 параметров, характеризующих форму женской фигуры в трёхмерном пространстве. В работе они названы Зё-параметрами фигуры.

Для формирования модуля геометрической информации об особенностях формы женских фигур проведено исследование и выявлены обобщённые математические закономерности описания конфигурации линий поперечных сечений и продольных рельефных линий, характеризующих поверхность женских фигур.

Для изучения поперечных сечений выделено 19 уровней, в соответствии с расположением информативных точек фигуры. Сечения были простроены по цилиндрическим координатам, полученным в процессе исследования формы женских фигур в режиме «18 камер».

Исследование продольных рельефных линий поверхности женской фигуры, проводилось по фотографическим изображениям фронтальных и профильных проекций фигур. Исследовано 17 продольных рельефных линий, характеризующих поверхность женской фигуры (в том числе линии переднего, заднего и бокового абрисов, а также линий, проходящих через экстремальные точки фигуры).

Графический анализ фотографических изображений женских фигур показал, что для описания большинства фрагментов поперечных сечений и

продольных рельефных линии женских фигур могут быть использованы такие геометрические примитивы, как эллипс, кривая третьего порядка, косинусоида. При описании одного и того же фрагмента контура для фигур различного телосложения, может использоваться одни вид геометрического примитива, который имеет рг эпичные координаты и, при необходимости, направляющие в крайних точек

Набор данных о5 особенностях геометрии внешней формы фигуры представлен в систематизированном виде и включает информацию о вариантах фрагментации ли-ни поперечных сечении и продольных рельефных линий фигуры, а также данные, необходимые для разработки математического описания пространственной формы женской фигуры (Таблица I).

Выявлено 3 фрагмента абрисов фигур, которые имеют неоднозначную конфигурацию и требуют разработки бивариантного математического описания. 1С данным фрагментам относятся верхняя часть грудных желёз, нижняя часть грудной клетю, абрис спины. Исследованные особенностей конфигурации линий абрисов для типовых и нетиповых фигур позволили структурировать типы женсм > фигур по принципу подобия их абрисов и создать базу графических эле центов, необходимых для оформления срезов двухмерных конструкций швейных изделии с учётом особенностей фигуры индивидуального потребителя

Результаты исследования параметрических и геометрических характеристик поверхности женской фигуры являются аналитической информацией для разработки метода трёхмерного проектирования внешней формы изделия с применением теории кинематических поиерхностсй. Разработанная структура исходной информации, характеризующая особенности внешней формы женской фигуры, обеспечит возможность интерактивного редактирования данных в широком диапазоне размерных признаков для различных типов женских фигур при проектировании поверхности женской фигуры в трёхмерном пространстве.

Таблица 1 - Набор данных об особенностях геометрии внешней формы женской фигуры (фра! мент)

№ Наименование фрагмента Типы женских Схема фигур i фрагмента Варианты описания Исходные данные Параметры функции 3d-параметры фигуры

1 ¡родольные релье< >ные линии (фрагмент)

i fi(z)- верхняя часть грудной слетки (фрагмент переднего абриса) а -М 5 £ 5 Е i & 2 Коническая Плоская i Цилиндрическая if I3n [V, Прямая: х = flz) =kz+b Координаты крайних точек т.Мп (X|: z,). Т )4<x;;z:). Х| = Гтп!3 zi = hnu X— г „■„,,• Z; = h„|j гпот13 - расстояние от ключичной точки до фронт альной плоскости фигуры Ь,,» - расстояние по вертикали от уровня линии оёлер до ключичной точки Гизны- расстояние от точки на уровне ОП спереди до фронтальной плоскости фигуры г1мпы - расчётный параметр Ь„14- расстояние по вертикали от уровня линии бёдер до точки на уровне ОП спереди Гцзп1б- расстояние от выступающей точки груди до фронтальной плоскости фигуры Ьпи>- расстояние по вертикали от уровня линии бёдер до выступающей точки груди г„„,17 - расстояние от точки на уровне ОГ4 спереди до фронтальной плоскости фигуры 1п 1 ? * - расчётный параметр Ь„17 расстояние по вертикали от уровня линии бёдер до точки уровне ОГ4 спереди

2 ft(z) - верхняя часть грудных желез(фрагмент '■среднего абриса фигуры) 3. £ cL Я -сг С, Полушаровидная Чашевидная 14' N Кривая 3-го порядка: х = «z)= uz" +bz"+cz-i-d Координаты и направляющие в крайних точках Т. ¡4' (X;:Z;.). т.16п (X.,: z3). tan os. tan а, ■X; — гг,п1-Г. Z; = hni4 х3 ~ rnJnifi. Z.1 = hlll6, tanöj = ö , riunl3 — Г7ИП14 tg«2 - . ,

КоННЧССКал 14' Vj 16ГГ\. х Kpiiöaü j-ГО порядка: x = f(z)= az'+bz'+cz+d Координаты и направляющие в крайних точках т. 14' (x;; z;). т. 16п (х?; z.,), tan ft;,tan ot¡ Xj ~ Гц in 14 '¿2 ~ 11(114 "3 = rnmln. Zj = h„|6. lanft; •- h-nlb ~ "п}4 . гпзл13 ~

l9a3 - h z b Г1п\ Я '¿n14

3 {-.(7.) - Нижняя часть грудных желёз(фрагмент переднего абриса фигуры) X w ¥ в Р 5 «у ~ £ & Слаборазвитая 1 Средняя Сильнораз-витая 1"' <J. Íl6n ' V Кривая 3-го порядка: х = f(z)= ar+bz~+cz+d Координаты и направляющие в крайних точках т. !6n(x3:z>). т. 17' (x.i; ZjI. tap ü' »an /v- = rmn iь> 2з = hnje„ - Гпзп 1 Z4 - h„l7, tana? = 0, tg 0C4 =s= 2 X

В третьей главе разработана математическая модель поверхности женкой фигуры, которая является основой для проектирования поверхности изделия.

Разработка математической модели пространственной формы женской фигуры с применением теории кинематических поверхностей включала:

- фраг ментацию женской фигуры по топографическим зонам и фрагментам;

- разработку уравнений поперечных сеченкй и продольных рельефных линий;

- разработку уравнении поверхности фигуры по выделенным фрагментам.

При выделении основных топографически): зэн торса женской фигуры учитывалось, что основными условиями моделирования поверхности язляются однородность кривизны поперечных сечений, проходящих через точки экстремумов фигуры, на различных уровнях (I условие), и возможность простого аналитического описания продольных линий фигуры (2 условие).

В соответствии с первым условием, поверхность фигуры разделена на 16 топографических зон (Т1), каждая из которых фрагментирована в соответствии со вторым условием (Рисунок 3). Выделено 45 фрагментов (ТФ) поверхности женской фигуры.

Каждый фрагмент топографической зоны представляет собой самостоятельную кинематическую поверхность, ограниченную по осям координат, где образующей является фрагмент поперечного сечения, направляющими - фрагменты продольных рельефных линий (Рисунок 2).

С цепью проектирования уравнений поверхности, описывающих топографические фрагменты конской фигуры, разработана математическая модель линий поперечны?: сечмий, продольных рельефных линий фигуры в параметрич гском виде, с учётом типов фигур.

а) вид сбоку, б) вид спереди

Математическая модель поверхности женской фигуры представлена в виде системы уравнений поверхностей её топографических фрагментов, разработанных на основе уравнений, описывающих поперечные сечения и продольные рельефные линии фигуры, и правил расчёта дополнительных функций и параметров, необходимых для отображения женской фигуры в трёхмерном пространстве (Таблица 2).

Разработанная математическая модель поверхности фигуры позволяет получать трёхмерное изображение женской фигуры в интерактивном режиме, исходными данными при этом являются проекционные параметры фигуры. В дальнейшем математическое описание формы изделия относительно трёхмерного манекена с помощью уравнений поверхности позволило разработать метод проектирования конструкций швейных изделий, на высоком уровне соответствующих по форме и размерам фигуре индивидуального потребителя.

Таблица 2 - Математическая модель описания топографических фрагментов поверхности женской фигуры (фрагмент)

обозначение | фрагмента_

>НКЦнм ООиаЗУЮЩСн R

общем виде

t »апаметры

F,w (х, z) -

описания ТФ 1эп

F:(x. z) — функция

ОПИсаНИЯ I

ТЗ 1 - Верхняя часть грудной клетки

y=FCiiiP« (*. а.

1>Л rtKI ;

• т/а2 - (ж - Лх)2 + йу

y=F,n,l«e(x. а, Ь, Да, ДЬ) =

2 • V «г -(.х- Дх)2 + пу

а = f,(z)

I--* I - X

Да = О ДЬ = 0

а = fi(z)

b = fg'(z) Да = ö ДЬ = 0

г ,..о

y€[-fK;-Fi„(fw(2). z)] U [F|M(fK(1(z), z): fs«z)] 2€|h;."': h.«.i-.1

X € !F;(r,„„!„', Z): fß,(z)] y€[- 'ПОП 16 zJjULFiiigpiz). z):

1"плп16 ] Ь' Ib ..- Vi.-"!

i 1рпмснанн>1

F3'(y. z) -функция описания ТФ

3"

ТЗ 2 — Верхняя часть грудной железы х0= fi(z) Xi= fi'(z)

Уо= ГпоШЬ У1= Гпоп1б"

tano-funi: (z)

x=Fpanlb0h (у, Xo. хь уо, yi. tano. ian]) = -{y-yo)' • (2 • {xi - хо) /| (yi - Уо)3 - (tan, + tan«) / (yi • Уо)2)+ (у - Уо)"' (3 ■ (х, - х0) /

_ ffr,«. 4. О . V /

Vj I _ JU/ - VV"M '

- Уо)) + tano • (у - Уо) + Х0 | tan, = fu„i;4z)

I

у 6 и

1ГЛСЛ15' гпсп1б1

z 6 [/ц16; hnU]

F5'(y; z)-функция описания ТФ

5'

ТЗ 3 - Нижняя часть грудной железы

x=Fpmbot.(y,z) (у, хо, xi, уо, yi. tan«, tan,) = - (у - уо)3 • (2 ■ (х, -X«) / (>\- Уо)3 - (tan, + tano) / (yi - уоГ) + (у - у и)' (3 (,\| -"о) / (yi - Уо)2 - (tani + 2 • tan«) i <У1 - Уо)') t- tano' (У - Уо) + Xo

.Vl=./i»nl6"(z) Уо = rnonl6 = /s'(z) *o = /s(z)

tano=fan[3(z)

tan, = fa„u'(z)

У е1~/поп1б(г)' ~rnon 16 trnonl6''/nonl6(z)]

h„i). h„,4. f|(z), fjU). rs(z) см. таблицу 1 f*(zt - плечевой контур

iracciimiinr tu тики ня vn(№4? ОГ"5 HH Ö0K050M поверхности туловища ло сагиттальной плоскости фигуры ^(г)- функция горловины нереда в сагиттальной проекции h.'" - расчетный параметр

liju - расстояние по вертикали от уровня линии бёдер до точки основания шеи сбоку

fy'(z) - условна« прямая от переднего угла подмышечной

ЧПЯДНШ4 ÜO CT*?nii!i?il ТОЧЕН n.1?4vBQrC

5'"(дополнительная функция)

fj'(z) - кривая, проходящая через дополнительную точку груди \ iu I параллельно верхней части грудных яселез (дополнительная функция)

(г) - функция изменения угла наклона кривой, описывающей фрагмент поперечного сечения фигуры, в точке направляющей линии, расположенной на границе ТФЗ' н ТФ4

Яап12'(г) - функция изменения угла наклона кривой, описывающей фрагмент поперечного сечетм фигуры, в точке направляющей линии, расположенной на границе ТФУ и ТФЗ. ТФ1п.ТФЗп

<■„„!*"(*) -прямая, разделяющая ТФ5 и ТФ5' во фронтальной ПрОсКшш \ДОГ1'.!Лкшсльпая м }

Гл'(г)- кривая, проходящая через дополнительную точку груди (16") параллельно нижней части грудных желёз (дополнительная функция)

{|ал13(2) - функция изменения угла наклона кривой, описывающей фрагмент поперечного сечения фигуры, в точке направляющей линии, расположенной на границе ТФ5' и ТФ6

1ил1з'(*) - функция изменения угла наклона кривой, описывающей фрагмент поперечного сечения фигуры, в точке направляющей линии, расположенной на границе ТФ5' н ТФ? Ь„1 г- расстояние по вертикали от уровня линии б£дер до точки на уровне ОГ4 спереди_

Четвёртая глава посвящена разработке метода трёхмерного проектирования внешней формы моделей женской одежды базовой формы. На основе пространственной формы изделий разработан способ проектирования их двухмерных развёрток.

Разработка метода трёхмерного проектирования внешней формы моделей женской одежды производилась по этапам, представленным на схеме (Рисунок 3).

Информационный модуль для проектирования внешней формы поверхности изделия составляют Зс1-парамегры изделия и особенности его геометрической формы.

Для разработки системы 3<1-параметров изделия определена совокупность информативных точек. При этом учитывалось, что каждая информативная точка изделия представляет собой точку-след от соответствующей информативной точки фигуры на расстоянии проекционного зазора (р|).

В диссертации на основе анализа предшествующих исследований геометрической формы поверхности изделия на фигуре человека и разработок в области проектирования проекционных зазоров предложена методика преобразования традиционных прибавок в проекционные зазоры, позволяющая оперировать 3(1-параметрами фигуры, изделия и геометрическими данными разработанной математической модели фигуры. В методике учтены результаты исследований геометрической формы поперечных сечений изделия относительно формы сечений женской фигуры на уровне обхвата груди с учётом положения рук.

Разработка методики преобразования прибавок включала два этапа, на которых:

- разработаны уравнения математической взаимосвязи параметров поперечных сечений фигуры и изделия по обхватам фигуры на основе данных об их геометрической форме (Рисунок 4, а);

- предложен способ расчёта величин проекционных зазоров по обхвату груди с учётом положения рук (Рисунок 4, б).

CL

О

•е-

5

m О

Я

ю

е;

1>

g

i

S

а э

i я m О с.

О о. с

0

1

а. и S я

D. (га о а к Я О О.

И> X

U

bä о s

а

Например, уравнения математической взаимосвязи параметров поперечных сечений фигуры и изделия мо обхвату груди представлены в виде:

fol Ur,„„i<.--ß2(hn,„)); ..................„')) -I П„„ + 0.4-П„и,р - Пш - fcl ((r,,,,,,,-

-f32(hll6)+pnlnlA): ((fih.iiii.-''i»uiih'+Pii,4iiÄii - П„,)) ( 1 )

fei <(r,,„„,-f,;(!),,<,)); (Г......... Till,,)) + П„„ + 0,6-Г1,„ Пр - IIml„ = «r,m„-

-Гч(Ь.1(.)+Р„,.1б); ((г„11М|(.- m„,4 p,,„,„,,, - Ilml,,)) (2)

где fc( - функция эллиптического интеграла. Г1ш„ -- прибавка к ширине пергда, Пш„р- прибавка к ширине проймы. П„1С - прибавка к ширине спины. П,„ -прибавка к размерному признаку «Центр груди», Пт|(, - прибавка к расстоянию между лопатками (Рисунок 4, а). X

^ЭпогПЛ ^

[poniÉ

Гпоп1б

шии

int 6

_ JLuî

а) б)

Рисунок 4 - Сечение фигуры и изделия на уровне обхвата груди: с ) параметры сечений, б) изменение проекционных зазоров и геометрической формы сечения изделия при отведённых в сторону и при опущенных руках

При формировании модуля геометрической информации о "форме поперечных сечений и продольных рельефных линий изделия учитывались особенности изменения формы поперечных сечений при различных прибавках к обхватам фигуры с учётом положения рук и особенности

посадки изделия на фигуре для прилегающего, полуприлегающего и прямого силуэта плечевою изделия базовой формы.

В процессе разработки математической модели внешней формы изделия в трёхмерном виртуальном пространстве проведена фрагментация изделия по топографическим зонам, разработан:,! уравнения поперечных сечений и продольных рельефных линий изделия и уравнения поверхности изделия по выделенным фрагментам, разработано математическое описание конструктивных элементов формообразования, необходимых для получения развёртки пространственног о объекта на плоскости;

Поверхность плечевого изделия фрагментфзвана на ТЗ и ТФ в соответствии с фрагментацией фигуры.

Математическая модель поперечных сечений, продольных рельефных линий изделия и самого изделия разработаны на основе математической модели женской фигуры с учётом проекционных зазоров и особенностей геометрической формы изделия.

Элементы формообразования поверхности (верхние вытачки и вытачки на талии, боковые и при необходимости рельефные швы) выбраны в соответствии с установленными нормативами проектирования базовых конструкций швейных изделий.

Формообразующие элементы принадлежат поверхности изделия, поэтому математическое описан-te их положения в пространстве разработано на основе математической модели поверхности издглыя.

Разработка двухмерных конструкций женской одежды, параметрически взаимосвязанных с трёхмерной моделью внешней формы изделия включала формирование системы параметров, необходимых для построения двухмерных конструкций, и создание математического аппарата для построения чертежей двухмернь; х конструкций,

Параметрическая информация дпя проектирования двухмерной конструкции включает коордишты точек конструкции X и Y, названные 2d-параметрами изделия.

Для расчёта координат конструктивных точек предложено использовать алгоритмы расчёта конструктивных точек по методике МГУДТ. При этом расчёт длин конструктивных отрезков между конструктивными точками производился путём разворачивания соответствующих линий трёхмерной поверхности изделия с применением методов математического интегрирования (Таблица 3).

Математический аппарат для построения чертежей двухмерных конструкций включал:

- разработку формул распределения вытачек;

- разработку способа построения срезов и линий конструкций в соответствии с формой поверхности конкретной фигуры.

Формулы распределения растворов вытачек выведены на основе математических данных о форме поверхности изделия и современных методик проектирования вытачек, учитывающих характеристики внешней формы корпусной части тела.

Способ построения срезов двухмерной конструкции разработан в результате установления взаимосвязи между 2-е! параметрами с помощью математических функций, геомегрия которых определена на основе представления конструкции платья современными методиками конструирования, а также - при оформлении вытачек - в соответствии с кривизной абрисов поверхности изделия для типовых и нетиповых фигур.

Соответствие кривизны срезов двухмерной конструкции внешней форме изделия обеспечивает качественную посадку изделия на конкретной фигуре.

Разработанная математическая модель базовых конструкций швейных изделий в интерактивном режиме взаимосвязана с трёхмерной поверхностью и отвечает требованиям при проектировании одежды на нетиповые фигуры.

Таблица 3 - Расчёт 2с1-параметров базовой конструкции платья (фрагмент)

Кз Конструктивный отрезок Расчётная формула в соответствии с поверхностью платья в трёхмерном пространстве Координаты точек двухмерной конструкции платья Примечания

Обозна-| ,, 1 Наименование ч^нме | ------- , По оси оси х1пп оси пои 1

11оложсние конструктивных горизонталей - течеив функин огвсант верхней теш бокового нот>ра1квдш га\ровелоапочнойтс«м1 N5 к, - роалхяне межф' верки ын )тлами олн»с\ вытачек на (иО(Ь>«.) - -зшчение дактапельюП аммдш, реоэелякдоЛ Р . та.'» "1.У Г*т ХТ^? ™ТСЖ "—«--! 1' 1Г1 боковой поверхности ищелия да атгтлыта! шюсюти ндопп саолсиние ит угла кхпнеи еьпэта! пстеяки на эднз! гюаерхниеш ¡дэзав* до чдонгшш&й г» гоишеш Нишм Кдо 1532»! бчЗСрДЗТСЧ™! вермкго ВЫСТуПЭНВ ЛОГЕКИ Ь1И, - расстояние по вфпкти ог >роокя лнт б£аер до ЛЭТЗГОЧНОАТОЧИ! расстояние по верткали ог )рояя лны бЦдер до тонки основания шенепш! ^ - греховодная ф)Н>ы« огасамя верп&ллыюп реяыЦиэй гаи« киэтн. соотеетстеуюикй средней част ;МЕЫЮ| Г[йГ - ¡фяажххня ф>таа*!п шкэня крлктыи! рельеф!ей лини щклш. соишетвуюикй всркнеП чали потки Ь,т - расстояние по верлюли от >ровня тяаш бйср да ЛМИГОЧНОЙТОЧЮ! - гфоюавдная ^шиш огасавн вертикальной рельефном лиц ооответствуюши пш&1 част печвоночного столба ь«»=о - [фоюаодная (^нкит олненя верпюльной рельефной лига» I ад^гст, соо {ига: 1 йугшкй ндггуру нюеЛспорнойповерхкхли

1 11-171 Ширина базисной сетки чертежа м1б + Ь Л 1 .2 +/з2й(л;,б)+/згй(лп1б) + 1 ' 1 1 --- гАа(Лп„) ! 1 + ьШр!е " (У, аг, Ьг,Аа:, АЬ2)с1у Кпол16 * 1 п ' "поп 16 а^йпэз^ ^«Ла'Уцц) Да!« г /I. \ и ..м 02вЛпэп16 Да2= Л л ' X) 1=0 М71=/11-171/ У1!=/П-41/+/41-51/ (см. п/п №3,4) У|71=Ум

2 11-31 Расстояние от плечевой горизонтали до гтп пцит/>ццл|1 Г"'13 1-1 '"3161 \ х?1=0 У31= уи-/11-31/

з ¡¡-41 Расстояние от плечевой горизонтали до линии талии ■'Лив \ г"'1" / Л13 ^1161 л + Лз1' + Х4|=0 У4[ = у,,-/11-41/

4 41-51 Расстояние от линии талии до линии бёдер г1*!!» ■''419 % 1 + /ис1,2(г)с1г хя=0 У51= 0

Теоретические результаты работы применены при разработке интерактивной системы виртуального проектирования манекена и конструкций женской одежды. При апробации разработанной системы в производственных условиях редактировались параметры Зё-манекена .для различных женских фигур в соответствии с особенностями телосложения и проектировались модели женской одежды базовой формы с заданными прибавками к ОГ, ОТ и ОГ (Рисунок 5).

Рисунок 5 - Поверхность платья базовой формы, сеточная и фактурная структура: а) прилегающий силуэт, б)., в) полуприлегающий силуэт

Расчет экономической эффективности разработанного метода показал, что внедрение в производство интерактивной системы виртуального проектирования манекена и конструкций женской одежды, позволит сократить сроки разработки проектно-конструкторской документации при проектировании швейных изделий на

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы сформулированы в виде следующих выводов: 1. Систематизирована и структурирована информация о современных научных исследованиях, разработках и основных проблемах в области трёхмерного проектирования одежды, предложены и обоснованы пути совершенствования и развития методов :Ю проектирования одежды.

2. Предложены методы адаптации кинематического способа моделирования поверхности к описанию манекена человека и изделия в трёхмерном в и рту,ал ь ном п; юстран с г ве.

3. Сформирован набор информативных точек, характеризующий геометрию поверхности тепа женской фигуры, в который включены 4 дополнительные точки, не используемые в (юлее ранних работах, позволяющие повысить точность воспроизведения поверхности любой нетиповой фигуры, что актуально для проектирования трикотажных, г г отнооблегающих и бельевых изделий.

А. Разработана математическая база данных графических элементов, характеризующих форму поперечных сечений и продольных рельефных линий женских, фигур, позволяющая оценить как внешний вид трёхмерной модели на индивидуальном фигуре, так и проектировать кривизну линий двухмерной конструкции в соответствии с знешней формой фигуры заказчика.

5. Разработана классификация женских фигур, основанная на принципе подобия фрагментов её сечекнй и продольных рельефных линий, позволяющая проектировать гармоничные модельныг линии конструкции для индивидуальных фигур.

6. Разработана интерактивная математическая модель поверхности 3d-манекена, редактируемого » широком диапазоне размерных признаков, которая служит качественной параметрической основой для воспроизведения поверхности ненской фигуры типового и нетинового телосложения в трёхмерной среде и создания адекзатной конструкции изделия.

7. Разработана структура диалога, позволяют,его пользователю задавать параметры женской фигуры типового и нетипоиого телосложения для построения трёхмерного мане кена.

8. Предложена методика преобразования традиционных прибавок по обхватам фигуры в проекциогные зазоры, с учётом информации о реалистичном распределении ве;кчин проекционных зазоров по обхватам фигуры, позволяющая оперировать Зё-парамеграмн фигуры, изделия и геометрически]ли данными разработанной математической модели фигуры.

9. Разработана математическая модель поверхности плечевого изделия по фрагментам на основе теории о кинематических поверхностях в соответствии с моделью поверхности фигуры, дающая точную информацию о каждой точке, принадлежащей поверхности изделия, что открывает перспективы высококачественного проектирования модельных конструкций изделий.

10. Разработан способ проектирования двухмерной базовой конструкции плечевого и поясного изделия как развёртки кинематический поверхности, обеспечивающий параметрическую взаимосвязь с трёхмерным изображением изделия.

11. Практическая значимость работы подтверждена результатами промышленной апробации при разработке базовых моделей одежды в условиях ООО «Ателье - 2», ООО «Гротеск», ООО «Кристель».

12. Установлено, что использование разработанного метода трёхмерного проектирования внешней формы изделия на типовые и индивидуальные фигуры в условиях производства обеспечивает сокращение трудозатрат при проектировании одежды на этапах разработки лроектно-конструкторской документации и производство изделий с качественно посадкой на типовых и нетиповых фигурах.

Опубликованные работы по теме диссертации Статьи в журналах, определенных ВАК:

1. Гальцова Л. О. Разработка метода модификации трёхмерного манекена на нетиповую фигуру [текст]/ Л.О. Гальцова, В.В. Гетманцева В. В. // Дизайн и технологии. - М.: Изд-во ИИЦ МГУДТ. 2010. - №17. С.65-70. (0,3 п.л./ 0,14 п.л.)

2. Гальцова Л.О. 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)

3. Гальцова Л.О. Исследование и разработка математической модели абрисов фигуры человека, определяющих её пространственную ферму [текст]/ В.В. Гетманцева, Л.О. Гальцова, М.С. Бояров// Дизайн. Материалы. Технология. 2011. - № 5. С.55-58 (0,Зп.л./0,19 п.л.)

Статьи в дру гих научных журналах и изданиях:

4. Гальцова J1.0. Three dimensional method of the exterior female typical and non typical constitution figure form design [тезисы], англ. (Метод трехмерного прогктирован-)я внешней формы фигур типового и нетипового телосложения)/ L.O. Galtsova, V.V. Getmantseva: http://www.fibre2fashion.com' industry-article /26 /2:530/ 3dimensional-method-of-the-exterior-female-typical-and-üon-lypical-constituJon-figure-form-

desigril.asp), April 6,2010. (0,25 п.л./0,1п.л.)

5. Гальцова Jl. О. Пути развития 3-D САПР одежды [текст]/ JI.O. Гальцова, В.В. Гетманцева'/лМода и дизайн. Инновационные технологии 2010», материалы 1 всероссийской научно-практической конференции молодых учёных. Владикавказ, 2)10. С.15-20 (0,2 п.л./ 0,14 п.л.)

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

7. Гальцова Л.О. Development of the method to calculate the spatial form of the internal surface of skirt [тезисы] англ. (Разработка метода расчета пространственной формы внутренней поверхности юбок)/ V.V. Getmantseva, M.V. Kiseleva, L.O.Galtsova //Те «стильная индустрия.2011. С.12-16 (0,4 п.л./ 0,13 п.л. )

8. ГальцОЕа Л.О Virtual Dumny 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 мезкдународнул Корейско-Российской конференции. - М.: KFACDA. - 2011. С. 45-47. (0,3 п.л./ 0,1 пл.)

9. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2012610088 от, 10.01.2012 г. Интерактивная система виртуального проектирования манекена и конструкций женской одеж/ii/ Е.Г. Андреевг., В.В. Гетманцева, Л.О. Гальцова, М.С. Бояров.

Гальцова Людмила Олеговна

Разработка метода трёхмерного проектирования одежды на типовые и индивидуальные фигуры Автореферат па соискание ученой степени кандидата технических наук

Усл.-печ. 1,0 п.л. Тираж 80 экз. Заказ № 007-12 Редакциоино-издательский отдел МГУДТ 317997. г. Москва, ул. Садовническая. 33 Отпечатано в РИО МГУДТ

61 12-5/1462

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ

На правах рукописи

ГАЛЬЦОВА Людмила Олеговна

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ТРЁХМЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВНЕШНЕЙ ФОРМЫ ИЗДЕЛИЯ НА ТИПОВЫЕ И ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ФИГУРЫ

Специальность 05.19.04 «Технология швейных изделий»

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Гетманцева В. В.

Москва-2012

Оглавление

Введение...................................................................................... 4

1 Анализ методов проектирования одежды в трёхмерной компьютерной среде 10

1.1 Анализ подготовительного этапа для проектирования моделей одежды

в трёхмерных системах........................................................... 11

1.1.1 Параметры женской фигуры, используемые для проектирования ЗБ-манекена.................................................................. 12

1.1.2 Анализ классификаций женских фигур................................ 16

1.2 Способы проектирования поверхности фигуры человека и одежды в трёхмерном виртуальном пространстве...................................... 20

1.2.1 Исследование способов геометрического моделирования 20 пространственных объектов.............................................

1.2.2 Анализ методов проектирования поверхности фигуры человека 22 и изделия в трёхмерных САПР одежды...............................

1.2.3 Основные положения кинематической теории формообразования 27

1.2.4 Методы моделирования прибавок на свободу облегания при трёхмерном проектировании одежды................................. 35

1.3 Анализ методов построения развёрток трёхмерных объектов......... 38

Выводы к первой главе.................................................................... 45

2 Исследование исходной информации для проектирования пространственной формы женских фигур........................................... 46

2.1 Разработка параметрического описания внешней формы женской фигуры 47

2.2 Исследование геометрических характеристик внешней формы женских фигур...................................................................... 54

2.2.1 Исследование конфигурации поперечных сечений, определяющих пространственную форму женской фигуры..... 54

2.2.2 Исследование конфигурации продольных рельефных линий женских фигур............................................................... 65

Выводы ко второй главе.................................................................. 75

3 Разработка математического описания пространственной формы женской фигуры............................................................................ 76

3.1 Исследование топографии поверхности женской фигуры............... 78

3.2 Разработка математической модели продольных рельефных линий женской фигуры..................................................................... 82

3.2.1 Математическая модель продольных рельефных линий женских фигур 84

3.2.2 Проектирование вспомогательных параметров абриса женской

фигуры........................................................................... 91

3.3 Разработка математического описания пространственной формы

женской фигуры..................................................................... 98

Выводы к третьей главе.................................................................. 113

4 Разработка метода проектирования трёхмерной поверхности моделей женской одежды и её двухмерной развёртки....................................... 114

4.1 Разработка способа проектирования пространственной формы изделия

на трёхмерном манекене......................................................... 114

4.1.1 Параметрическая модель трёхмерного плечевого изделия........ 117

4.1.2 Разработка методики преобразования традиционной прибавки в проекционные зазоры....................................................... 119

4.1.3 Разработка математической модели поверхности женского платья 126

4.2 Разработка способа задания двухмерной конструкции изделия на основе данных о его ориентации в пространстве.......................... 137

4.2.1 Разработка способа проектирования двухмерной конструкции плечевого изделия на основе данных о его ориентации в пространстве.................................................................. 139

4.2.2 Разработка способа проектирования двухмерной конструкции поясного изделия на основе данных о его ориентации в пространстве.................................................................. 153

4.3 Проведение апробации метода проектирования изделия на типовые и индивидуальные фигуры в трёхмерном пространстве.................... 158

4.3.1 Проведение апробации метода проектирования внешней формы изделия на типовые и нетиповые фигуры и проверка достоверности результатов исследований............................. 159

4.3.2 Расчёт эффективности от внедрения разработанного метода проектирования внешней формы изделия на типовые и нетиповые фигуры............................................................ 162

4.3.3 Перспективы развития метода проектирования внешней формы изделия на типовые и индивидуальные фигуры...................... 166

Выводы к четвёртой главе............................................................... 167

Общие выводы по работе................................................................. 169

Список литературы........................................................................ 171

Приложения.................................................................................. 181

Введение

Современный уровень развития компьютерных технологий предоставляет дизайнерам разнообразный инструментарий представления своих творческих замыслов в художественных эскизах. Однако при практической реализации идей художников в производственных условиях созданные образы швейных изделий зачастую значительно искажаются для фигур потребителей различных размеров и ростов. Необходимость обеспечения гармоничного внешнего образа одежды определяется предъявляемыми к ней высокими эстетическими требованиями потребителей.

Для удовлетворения запросов широкого круга потребителей важное значение имеет создание новых технологий проектирования одежды, обеспечивающих соответствие заданных эстетических характеристик при разработке конструкций швейных изделий. Решению этой задачи способствует виртуальное трёхмерное проектирование новых моделей одежды, интегрирующее этапы эскизной проработки изделия, конструктивного моделирования и разработки конструкции швейного изделия. Одежда является сложным трехмерным объектом, и форма контуров ее разверток не поддается точному расчету на плоскости. Осуществление взаимосвязи двухмерной конструкции и трёхмерного изображения изделия лежит в основе достижения соответствия образных представлений проектировщика о внешнем виде будущего изделия и его посадке на фигуре человека.

Как в России, так и за рубежом проводятся исследования в области автоматизированного ЗЭ проектирования одежды, предлагаются трехмерные модули на базе различных программ и виртуальные манекены для примерки, отображающие реальную поверхность фигуры потребителей. Однако, современные системы в основном узко специализированы и не отвечают

современным требованиям дизайнеров и конструкторов. Недостаточная информативность внешней трёхмерной виртуальной модели швейного изделия не позволяет объективно модифицировать двухмерные развёртки поверхности деталей и обеспечить заданные эстетические характеристики изделий для фигур различных размеро-ростов, высокое качество посадки одежды. Поэтому особенно актуальной является разработка метода проектирования трехмерной поверхности внешней формы изделия для любого типа фигуры потребителей, отличающейся высокой точностью и информативностью, широким диапазоном размерных признаков и возможностью интерактивного редактирования как эскиза, так и конструкции благодаря параметрической взаимосвязи с двухмерной развёрткой изделия.

Трёхмерное проектирование внешней формы изделий сложных пространственных форм позволит осуществлять виртуальную примерку новых моделей с учётом реалистичного распределения прибавок и повысить качество посадки проектируемых изделий на фигурах потребителей.

Цель работы: Разработка метода параметрического проектирования внешней формы изделия и конструкции в виртуальной трёхмерной среде с учётом особенностей индивидуальной фигуры.

Для достижения поставленной цели в работе решены задачи:

• проведён анализ современных методов проектирования одежды;

• исследованы особенности топографии поверхности женских фигур;

• обоснован состав размерных признаков, необходимый для представления виртуальных манекенов типовых и нетиповых фигур в трёхмерной компьютерной среде;

• разработан способ математического описания трёхмерного виртуального манекена женской фигуры;

• разработана база интерактивных элементов для создания трёхмерного изображения внешней формы изделия;

• разработан способ параметрического описания пространственной формы изделия относительно поверхности тела человека;

• разработан способ проектирования двухмерной конструкции, параметрически взаимосвязанной с трёхмерным изображением изделия. Объектом исследования выбран процесс проектирования базовых

конструкций женской одежды.

Методы исследования. В работе использованы методы фотограмметрического анализа, статистической обработки данных, принципы аналитической, дифференциальной и численной геометрии, математического анализа, математического моделирования, интегрального исчисления, методы конструирования одежды на типовые и индивидуальные фигуры.

Научная новизна работы состоит в:

• разработке классификации женских фигур, основанной на принципе подобия абрисов;

• обосновании состава размерных признаков, необходимого для представления женской фигуры в трёхмерной компьютерной среде;

• обосновании способа проектирования трёхмерного манекена как однородной кусочно-гладкой параметрической поверхности на основе теории кинематических поверхностей;

• разработке математического описания поверхности манекена, редактируемого на типовые и нетиповые женские фигуры;

• разработке математических моделей для проектирования пространственной формы швейных изделий в трёхмерной среде;

• в формировании основных принципов параметрической взаимосвязи трёхмерной конструкции женской одежды и её двухмерной развёртки.

Практическая значимость работы состоит в разработке:

• базы данных графических элементов, характеризующих линии абрисов типовых и нетиповых женских фигур;

• способа расчёта дополнительных параметров и функций, необходимых для создания математической модели поверхности трёхмерного манекена;

• структуры диалога, позволяющего пользователю задавать параметры женской фигуры типового и нетипового телосложения для построения трёхмерного манекена;

• способа расчёта распределения традиционных прибавок по обхватам фигуры с учётом реалистичной информации о посадке изделия на фигуре;

• математического обеспечения для проектирования пространственной формы изделия в трёхмерной среде;

• основных принципов параметрической взаимосвязи трёхмерной конструкции и её двухмерной развёртки;

• методики проектирования интерактивной двухмерной развёртки изделия, параметрически взаимосвязанной с пространственной конструкцией.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформированных в диссертации, подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, современными методами их решения, использованием известных положений фундаментальных наук и результатами промышленной апробации разработанных методик.

Апробация результатов работы. Практическая значимость работы подтверждена результатами ее промышленных испытаний в условиях ООО «Ателье - 2» (г. Москва).

Основные положения исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на межвузовских и научно-практических конференциях, а также на заседаниях кафедры Технологии швейного производства МГУДТ (г. Москва, 2008-2011 гг.).

Публикации. Основные положения и результаты научного исследования изложены в девяти публикациях общим объемом 2,15 п.л. (из них авторских - 1,04 п.л.), в том числе три работы опубликовано в изданиях, входящих в перечень, определенный ВАК Минобрнауки:

Статьи в журналах, определенных ВАК:

1. Гальцова JI. О. Разработка метода модификации трёхмерного манекена на нетиповую фигуру [текст]/ JI.O. Гальцова, В.В. Гетманцева В. В. // Дизайн и технологии. - М.: Изд-во ИИЦ МГУДТ. 2010. - №17. С.65-70. (0,3 пл./ 0,14 п.л.)

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

3. Гальцова JI.O. Исследование и разработка математической модели абрисов фигуры человека, определяющих её пространственную форму [текст]/ В.В. Гетманцева, JI.O. Гальцова, М.С. Бояров// Дизайн. Материалы. Технология. 2011. - № 5. С.55-58 (0,Зп.л./0,19 п.л.)

Статьи в других научных журналах и изданиях:

4. Гальцова JI.O. Three dimensional method of the exterior female typical and non typical constitution figure form design [тезисы], англ. (Метод трехмерного проектирования внешней формы фигур типового и нетипового телосложения)/ L.O. Galtsova, V.V. Getmantseva: http://www.fibre2fashion.com/ industry-article /26 /2530/ 3dimensional-method-of-the-exterior-female-typical-and-non-typical-constitution-figure-form-designl.asp), April 6, 2010. (0,25 п.л./ОДп.л.)

5. Гальцова JI. О. Пути развития 3-D САПР одежды [текст]/ Л.О. Гальцова, В.В. Гетманцева//«Мода и дизайн. Инновационные технологии 2010», материалы 1 всероссийской научно-практической конференции молодых учёных. Владикавказ, 2010. С. 15-20 (0,2 п.л./ 0,14 п.л.)

6. Гальцова JI.O. Разработка метода задания пространственной формы

женской фигуры и моделей одежды в виртуальной среде [тезисы]/ JI.O.

8

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 (ОД п.л./0,06)

7. Гальцова JI.O. Development of the method to calculate the spatial form of the internal surface of skirt [тезисы] англ. (Разработка метода расчета пространственной формы внутренней поверхности юбок)/ V.V. Getmantseva, M.V. Kiseleva, L.O.Galtsova //Текстильная индустрия.2011. С. 12-16 (0,4 п.л./ 0,13 п.л. )

8. Гальцова JI.O 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. - M.: KF&CDA. - 2011. С. 45-47. (0,3 пл./ ОДп.л.)

9. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2012610088 от 10.01.2012 г. Интерактивная система виртуального проектирования манекена и конструкций женской одежды/ Е.Г. Андреева, В.В. Гетманцева, JI.O. Гальцова, М.С. Бояров.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и работе в целом, списка литературы и 6 приложений. Основные результаты работы изложены на 245 страницах, в том числе содержат 55 рисунков, 29 таблиц. Приложения включают 65 страниц. Библиографический список составляет 122 наименования.

1 Анализ методов проектирования одежды в трёхмерной компьютерной среде

Для разработки метода проектирования внешней формы изделия на типовые и индивидуальные фигуры в трёхмерном пространстве необходимо исследовать преимущества и недостатки существующей информации в данном направлении, определить пути совершенствования и разработки недостающей информации этапов создания одежды в трёхмерной среде.

Структура процесса проектирования одежды в трёхмерных САПР в общем виде может быть представлена в виде следующих этапов (Рисунок 1):

Рисунок 1 - Структура ЗБ-проектирования одежды

Исходя из структуры ЗБ-проектирования одежды, анализ существующих разработок необходимо проводить в следующих направлениях:

• структура и состав параметрической информации о фигуре в САПР одежды;

• совокупность информации о геометрических особенностях типовых и нетиповых фигур;

• способы проектирования внешней формы женских фигур;

• разработки в области проектирования пространственных зазоров при построении трёхмерной модели изделия;

• способы получения двухмерных развёрток пространственных объектов применительно к целям проектирования одежды.

1.1 Анализ подготовительного этапа для проектирования моделей одежды в трёхмерных системах

При разработке автоматизированной трёхмерной системы проектирования одежды важным этапом является создание математического модуля для построения интерактивного манекена или нескольких манекенов на различные типы фигур, а так же базы и алгоритмы построения исходных конструкций одежды. Для этого необходимо выявить параметры, изменение которых существенно влияет на конфигурацию виртуального манекена, и определить способ преобразования пространственной формы одежды в двухмерную плоскую развёртку.

Анализ существующих научных и технических разработок в данном направлении позволит сформировать наиболее полную и точную базу исходных данных для проектирования трёхмерного манекена и пространственной формы изделия.

1.1.1 Параметры женской фигуры, используемые для проектирования ЗБ-манекена

Исходной информацией для проектирования пространственной формы женской фигуры являются информативные точки, которые в своей совокупности определяют габариты и конфигурацию фигуры. Информативные точки фигуры соответствуют ясно выраженным и легко фиксируемым антропометрическим точкам фигуры