崔 文， 李小輝,2,3

(1. 東華大學(xué) 服裝與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 上海 200051； 2. 同濟(jì)大學(xué) 上海國(guó)際設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究院， 上海 200092； 3. 東華大學(xué) 現(xiàn)代服裝設(shè)計(jì)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200051)

在服裝行業(yè)迅猛發(fā)展和快速轉(zhuǎn)型升級(jí)的背景下，如何使服裝更好地滿足消費(fèi)者對(duì)個(gè)體化的需求,成為服裝領(lǐng)域的關(guān)注重點(diǎn)之一。尤其是對(duì)于女裝前浮余量而言，是影響個(gè)體化女裝合體度的關(guān)鍵因素。前浮余量是衣身在包裹女性胸凸曲面形成的多余褶皺[1]，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要著重考慮；但是，批量生產(chǎn)一般無(wú)法滿足個(gè)體化服裝對(duì)合體性的要求，因其通常采用針對(duì)中間體，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推檔放碼的結(jié)構(gòu)方法，而忽略了胸凸曲面的影響，還需基于中間體進(jìn)行多次修版，操作繁瑣，易造成偏差，缺乏對(duì)個(gè)體特征精細(xì)化的表達(dá)。綜上，針對(duì)個(gè)體化的體型特征研究有助于優(yōu)化衣身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，使服裝更加符合人體體型特征，且提升個(gè)體化服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率；對(duì)前浮余量進(jìn)行胸凸曲面的特征提取和數(shù)學(xué)分析，能夠有效地提高個(gè)體化服裝的合體性和美觀性，對(duì)促進(jìn)個(gè)體化成衣的批量生產(chǎn)有著重要意義。

為更好地處理衣身浮余量對(duì)服裝造型的影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)人體與衣身的關(guān)系進(jìn)行了許多研究，通常采用與凈胸圍的回歸關(guān)系來(lái)表示浮余量大小[1-2]。然而，由于前浮余量主要取決于胸凸形態(tài)，不能僅以人體胸部整體圍長(zhǎng)來(lái)表示，還需要全面考慮胸凸的細(xì)部影響因素，如下胸圍、胸徑寬、胸徑厚、乳深、乳橫寬等[3]。為更準(zhǔn)確地獲取不同體型的衣身浮余量，有學(xué)者將胸部形態(tài)擬合為圓錐體，引入乳深距作為圓錐體的高，頸側(cè)點(diǎn)到胸凸點(diǎn)連線上胸寬線與胸圍線的距離作為錐體母線或乳間距作為錐體底面圓的半徑，測(cè)量參數(shù)后應(yīng)用于數(shù)學(xué)分析中，總結(jié)出浮余量的角度函數(shù)公式[4-5]；還有文獻(xiàn)將胸凸量進(jìn)行橫向和縱向的分解，定性歸納不同乳房形態(tài)下的浮余量變化[6]。雖然上述采用測(cè)量參數(shù)的浮余量設(shè)計(jì)方法考慮了胸凸曲面形態(tài)，但實(shí)際操作中胸部參數(shù)難以獲取，尤其是乳深、乳橫寬等。

本文在滿足浮余量準(zhǔn)確性的前提下，進(jìn)一步考慮實(shí)際應(yīng)用于成衣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的可操作性，通過(guò)分析穿著文胸后的體型，提取胸凸曲面特征的影響因素，對(duì)前浮余量進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，合理構(gòu)建個(gè)體化服裝樣板中的浮余量設(shè)計(jì)模型；通過(guò)樣衣試穿實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證所得數(shù)學(xué)模型的合理性；實(shí)現(xiàn)基于人體體型特征分析的浮余量設(shè)計(jì)，應(yīng)用于成衣化的服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，滿足消費(fèi)者對(duì)合體性的需求。

1 衣身浮余量分析

1.1 胸凸特征提取

由于衣身浮余量主要取決于胸凸形態(tài)，不同大小的人體胸廓與乳房體積及形態(tài)的組合，會(huì)形成不同的胸部曲面形態(tài)[7]。針對(duì)不同人體體型來(lái)說(shuō)，需提取影響胸廓與乳房體積及形態(tài)的體型特征因素，作為構(gòu)建浮余量模型的參數(shù)部位。衣身浮余量與胸部曲面的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。

注：SNP—側(cè)頸點(diǎn)； BP—胸凸點(diǎn)； AFP—前腋窩點(diǎn)； ABP—后腋窩點(diǎn)； SP—肩峰點(diǎn)；FNP—前頸點(diǎn); BL、BL′—胸圍線。

胸廓特征部位一般選在肌肉覆蓋較少的位置，可用上胸圍或下胸圍的圍度尺寸來(lái)表征。對(duì)于乳房而言，其影響因素有乳深、乳根圍、下胸圍、胸圍等，其中胸圍差(凈胸圍-下胸圍)和下胸圍是較易取得的尺寸，能夠通過(guò)穿著者的文胸號(hào)型獲得。文獻(xiàn)[8-9]提出，大部分胸部特征參數(shù)都能夠與胸圍和下胸圍建立數(shù)學(xué)回歸關(guān)系。例如下杯高[10]、乳深、乳根圍等因素會(huì)影響乳房的體積及形態(tài)，但大部分胸部特征尺寸都難以直接獲取，在服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可選用胸圍和下胸圍表現(xiàn)這些不易獲取的影響因素，因此，采用文胸型號(hào)來(lái)表征乳房，可確保體型特征得以準(zhǔn)確表征在浮余量設(shè)計(jì)過(guò)程中。

綜上所述，歸納出浮余量的決定因素為胸廓和乳房體積及形態(tài)，采用上胸圍或下胸圍表征胸廓，文胸號(hào)型表征乳房體積，因此,不能只考慮凈胸圍。而文胸號(hào)型能夠提供下胸圍和胸圍差的尺寸，基于號(hào)型進(jìn)行浮余量模型構(gòu)建能夠滿足體型特征的精細(xì)化表達(dá)，且操作流程便捷高效。

1.2 數(shù)學(xué)模型構(gòu)建

本文采用下胸圍作為胸廓的特征因素，胸圍差和下胸圍作為乳房體積及形態(tài)的特征因素進(jìn)行浮余量模型的構(gòu)建?？紤]到人體胸部曲面屬于不可展開(kāi)曲面，該曲面展開(kāi)后和原始曲面可能存在一定差異。為減小差異，將穿著文胸的胸部形態(tài)近似擬合為圓錐體。從幾何學(xué)角度來(lái)看，穿著文胸的胸部形態(tài)可看作為是1個(gè)由半徑為r的扇形圍成的錐體，錐體底面圓的直徑為d，高為h，如圖2所示。r和d作為文胸號(hào)型中的控制部位數(shù)值可歸納為與凈胸圍和胸圍差有關(guān)的回歸方程[8]：

r=4.1-0.42μ+0.02B*+0.008μB*-0.008μ2

(1)

d=0.8+0.08μ+0.12B*

(2)

式中：r為胸凸點(diǎn)到減心位的弧長(zhǎng)，即胸部形態(tài)錐體的半徑，cm；d為鋼圈通過(guò)胸點(diǎn)的間距，cm；B*為凈胸圍，cm；μ為上下胸圍差，cm。

圖2 胸凸曲面的展開(kāi)圖

由于BP點(diǎn)至前中心線的部分、胸圍線至腰圍線的部分在上半身原型中并未收取曲面變化的余量，服裝上呈豎直下垂的狀態(tài)[4]，因此,胸部錐體的側(cè)面展開(kāi)扇形互補(bǔ)角的1/4約等于原型浮余量的夾角α(°)。結(jié)合三角形弧長(zhǎng)公式可得：

(3)

將式(1)、(2)代入式(3)可得α的值：

(4)

然后運(yùn)用全微分方程對(duì)式(4)進(jìn)行求解。其中:成年女性凈胸圍數(shù)值參考GB 10000—1988《中國(guó)成年人人體尺寸》,通過(guò)大量人體測(cè)量獲取；B*取值范圍為72～105 cm，涵蓋了99%的女性胸圍尺寸,可滿足大多數(shù)體型對(duì)成衣化服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求；μ取值為7.2～20 cm，從而得到α與B*和μ的函數(shù)關(guān)系為

α=0.33B*+0.26μ-10.5

(5)

在實(shí)際應(yīng)用中，衣身結(jié)構(gòu)通常需要增加一定松量來(lái)滿足人體活動(dòng)需求，該松量會(huì)弱化胸部曲面凸起程度，如圖1中人體著裝截面圖所示，因此，在衣身浮余量設(shè)計(jì)時(shí)還需進(jìn)行調(diào)整。其中：對(duì)B*前系數(shù)的影響約為8%～10%，對(duì)μ前系數(shù)的影響為3%～5%。從而得到修正后的函數(shù)關(guān)系為

α=0.3B*+0.25μ-10.5

(6)

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

隨機(jī)選取10位20～60歲的女性作為研究對(duì)象，進(jìn)行體型數(shù)據(jù)測(cè)量和樣衣試穿實(shí)驗(yàn)。受試者穿著文胸，兩腳并攏，立姿端正，雙眼平視前方。測(cè)量方法參照GB/T 16160—2017《服裝用人體測(cè)量的尺寸定義與方法》，測(cè)得的體型數(shù)據(jù)如表1所示。表中：FNP-BL為前頸點(diǎn)至胸圍線的距離；SNP-BL為側(cè)頸點(diǎn)至胸圍線的距離。

表1 相關(guān)人體體型數(shù)據(jù)

2.2 參數(shù)計(jì)算

本文基于體型特征分析獲取了浮余量的關(guān)鍵參數(shù)部位，采用凈胸圍和胸圍差以獲取前浮余量大小。在具體應(yīng)用時(shí)，凈胸圍可直接測(cè)量獲得，胸圍差可參考著裝者文胸號(hào)型。將表1列舉的人體尺寸中的凈胸圍與胸圍差數(shù)據(jù)代入式(6)，即可得到樣本的浮余量角度。

2.3 實(shí)際浮余量獲取

為確保浮余量設(shè)計(jì)方法的準(zhǔn)確性，本文采用立體裁剪的操作方法，以人體右半部分胸部曲面為主要實(shí)驗(yàn)部位，獲取樣本人體的衣身浮余量，并進(jìn)行了樣衣試穿實(shí)驗(yàn)。

首先需要初步獲取浮余量。實(shí)驗(yàn)面料采用了具有1 cm×1 cm格紋的棉布。將布片的經(jīng)緯紗分別與人體的前中心線和胸圍線對(duì)準(zhǔn)，前后衣片就肩縫連裁，撫平肩線和衣片上半部分使胸圍線以上的水平布紋線呈水平。水平紅色激光線對(duì)準(zhǔn)人體胸圍線，記錄激光線與胸圍線以下的水平布紋線的夾角，即為樣本人體實(shí)際浮余量角度。其次，根據(jù)人體測(cè)量尺寸進(jìn)行樣衣的制作和試穿，就實(shí)際著裝效果對(duì)樣衣作出調(diào)整。樣衣試穿實(shí)驗(yàn)如圖3所示。最后，測(cè)量獲得10個(gè)樣本的浮余量角度如表2所示。

圖3 樣衣試穿實(shí)驗(yàn)

表2 衣身浮余量實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)

3 結(jié)果與討論

根據(jù)上文研究對(duì)象的體型數(shù)據(jù)，就數(shù)學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)所得的浮余量大小進(jìn)行對(duì)比。為比較浮余量的寬度d，求得浮余量長(zhǎng)度l為(總胸圍-松量)/4-乳間距/2，代入d=ltanα。通過(guò)數(shù)學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)可分別獲得α、l與d,如表2所示。在置信區(qū)間為95%的條件下，對(duì)2組α進(jìn)行配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

表3 數(shù)學(xué)獲取與實(shí)際獲取所得α配對(duì)樣本檢驗(yàn)結(jié)果

由表1～3可知，實(shí)際獲取的浮余量夾角變化范圍在15.5°～21.0°之間，平均值為18.40°，標(biāo)準(zhǔn)差為0.54°，最大值為樣本A10，達(dá)到了21.0°，其凈胸圍和胸圍差都較大。實(shí)際浮余量角度基本隨著凈胸圍和胸圍差的增大而增大，而浮余量寬度主要取決于凈胸圍。通過(guò)數(shù)學(xué)分析獲取的浮余量夾角變化范圍在13.7°～22.9°之間，平均值為18.56°，標(biāo)準(zhǔn)差為0.82°，最大值為樣本A9，其凈胸圍最大，但胸圍差較小。該方法所測(cè)得的浮余量角度基本隨著凈胸圍和胸圍差的增大而增大，其浮余量寬度也主要取決于凈胸圍。2組數(shù)據(jù)中浮余量角度的平均值相差0.16°，Sig.大于0.05，即通過(guò)數(shù)學(xué)分析獲取的浮余量角度與實(shí)際浮余量角度差異不顯著，從而說(shuō)明采用胸圍、胸圍差尺寸表示胸凸形態(tài)與浮余量參數(shù)關(guān)系的設(shè)計(jì)方法能夠應(yīng)用于個(gè)體化服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

在實(shí)際應(yīng)用中，著裝者的文胸型號(hào)能夠用于替代μ以簡(jiǎn)化計(jì)算，例如：B*為84 cm時(shí)，文胸號(hào)型為A，則μ為10 cm，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法代入式(6)得到浮余量角度為17.2°；文胸號(hào)型為B，則μ為12.5 cm，得到浮余量角度為17.8°。

4 結(jié) 論

為獲得適合個(gè)體化服裝的浮余量設(shè)計(jì)方法，本文研究了衣身浮余量和胸凸曲面形態(tài)之間的關(guān)系，與檔差相比能夠更為準(zhǔn)確地定量表征個(gè)體的胸部特征，且考慮到實(shí)際應(yīng)用的便利性，通過(guò)對(duì)胸部特征部位的提取，基于人體胸凸形態(tài)的幾何模擬與數(shù)學(xué)分析，構(gòu)建了浮余量模型與計(jì)算方法，并進(jìn)行了樣衣試穿實(shí)驗(yàn)，得到如下結(jié)論。

1)衣身浮余量取決于胸凸形態(tài)，除凈胸圍之外，還需考慮其他因素的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，凈胸圍和胸圍差決定人體胸凸曲面形態(tài)，是影響浮余量的人體體型特征部位。即相同胸圍著裝者的衣身浮余量主要取決于胸圍差。

2)基于對(duì)衣身前浮余量的數(shù)學(xué)分析，獲得了浮余量關(guān)于胸圍和胸圍差的函數(shù)關(guān)系式。實(shí)際獲取的浮余量變化規(guī)律與基于體型特征分析的數(shù)學(xué)獲取法所得浮余量的變化規(guī)律相同，且2組浮余量數(shù)據(jù)無(wú)顯著差異。本文所得浮余量設(shè)計(jì)方法可用于針對(duì)不同體型的服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3)在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)著裝者的文胸型號(hào)獲取凈胸圍與胸圍差尺寸，進(jìn)而得到準(zhǔn)確的浮余量大小，對(duì)提高個(gè)體化服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率具有重要意義。