男上装个性化纸样的快速生成方法

卢 丹，郝矿荣，b，丁永生，b

（东华大学a.信息科学与技术学院；b.数字化纺织服装技术教育部工程研究中心，上海 201620）

男上装个性化纸样的快速生成方法

卢 丹a，郝矿荣a，b，丁永生a，b

（东华大学a.信息科学与技术学院；b.数字化纺织服装技术教育部工程研究中心，上海 201620）

为满足人们对服装个性化定制的需求，研究并开发了面向个性化定制的男上装纸样快速生成系统.在已获取人体特征尺寸信息的基础上，首先利用基于最小距离的服装号型推荐算法推荐出适合个体的服装号型；然后利用基于增量法的服装放码方法，将标准的样板衣片放缩至推荐号型；再根据特殊体型识别结果，采用基于规则推理的特体男上装纸样生成方法，通过Visual C＃编程实现了在AutoCAD上个性化服装纸样的快速生成.

男上装；个性化；服装纸样；智能推档；规则推理

随着计算机技术的快速发展，国内外对服装智能化定制系统已展开多年研究，其中美国的Gerber公司、德国的Assyster公司以及西班牙的Investronica公司为佼佼者.Gerber公司的定制系统可以连接SYMCAD自动人体测量系统，获得顾客的尺寸，并利用智能纸样数据库，根据输入的款式信息找到最接近顾客需求的纸样［1］.文献［2］应用人工神经网络的方法学习和模拟样板师制版的技术和经验，实现了服装结构设计的计算机自动生成；文献［3］通过建立体型特征和结构特征的关联关系和全尺寸约束，实现了服装纸样设计的智能修订；文献［4］采用几何约束图的方法实现个性化服装纸样的生成.

随着人们生活水平的不断提高，饮食结构发生了重大改变，体型差别越来越大，再加上年龄、工作、遗传等诸多因素，特殊体型（简称特体）人群的比例在不断增大［5］，因此，服装市场对特体服装定制的需求量越来越大.然而大部分研究是面向较正常体型的智能化服装纸样的生成，对特体的考虑较少.文献［4］虽是针对特体的，但只考虑了同一号型下特体服装纸样的修正.因此，本文提出一个较全面的个性化男上装纸样生成方法.在已获取人体的特征尺寸的基础上，首先根据人体特征参数，利用基于最小距离的服装号型推荐算法推荐出合适的号型；然后利用增量法将标准的样板衣片放缩至推荐号型；最后采用基于规则推理的特体男上装纸样生成方法，进行个性化男上装纸样的自动生成.系统的流程图如图1所示.

图1 系统流程图Fig.1 System flow chart

1 服装纸样的智能推档

对服装纸样的放缩称为放码或推档，以某中间标准号的衣片为标准样板，根据一定的规则，对其进行放大或缩小，从而派生出不同号型的服装纸样.首先根据人体的身高、胸围和腰围数据进行服装号型的推荐，然后在计算机上采用增量法将标准服装纸样推档至推荐号型.

1.1 服装号型的最小距离推荐算法

依据国家服装号型应用范围，并按照5.4系列及5.2系列的分档规定［6］，将男装按身高划分为8类（150～185 cm，每隔5 cm分为一类），从小到大依次记为Hi（i＝1，2，…，8）.每一类的划分点（即分档点）代表该类的均值点，也作为该类的代表点，例如H1类的代表点是150 cm.按胸围划分为11类（72～112 cm，每隔4 cm分为一类），从小到大依次记为Ci（i＝1，2，…，11），每类的划分点即作为该类的代表点.按体型划分为4类（即Y，A，B，C型），依次记为Ti（i＝1，2，3，4），每类取中间值为均值点，作为该类的代表点，例如T1对应Y型，其代表点为19.5 cm［7］.

设某男士的身高为H（cm），胸围为C（cm），腰围为W（cm），体型为T，则判别函数分别为

判别规则：

则决策H∈H jH，C∈CjC，T∈TjT，其对应推荐服装号型：男上装H jH／CjC T jT，如170／88A.

1.2 基于增量法的服装纸样推档算法

常用的服装纸样推档方法有增量法、公式法和切开线法［8］.考虑计算机操作的方便性，采用增量法实现服装纸样的推档.

每个衣片上都有一些关键点，这些点决定纸样的尺寸和形状，因此，这些点又被称为放码点.在推档时，需要给出每个放码点在长度方向和围度上的变化值，当给出这些增量后，新产生的点就构成了放大或缩小纸样上的关键点，然后绘制并连接成放大或缩小的纸样.

如图2中所示，点A（X a，Y a），B（Xb，Yb），C（X c，Y c）是前片上的关键点，其坐标已知，则得到A′点坐标：

其中：ΔX和ΔY为A点的位移量，其取值分别为

其中：di为档差变量；f x为ΔX关于档差变量的函数；f y为ΔY关于档差变量的函数.不同部位的档差根据体型的不同而有差异，即不同体型规格的档差数据不同，如男子Y，A，B，C体型对应的腰围档差分别为1.80，2.00，2.00，2.00 cm［3］.根据上述个体的推荐号型将对应的档差值代入式（2）即可计算出ΔX和ΔY.同理，可得B′点的坐标，则线段A′B′可以确定.

图2 增量法推档的数学原理图Fig.2 Mathematical principle of incremental method for pattern grading

袖窿和领口等处弧线的绘制相对要复杂一些.本文中服装纸样是AutoCAD中绘制的.dwg格式的二维图形文件，弧线采用B样条曲线，例如曲线BC和AF，曲线中间有n个控制点（n≥1）.下面以M点（曲线BC上的一个控制点）为例说明［2］：点B（Xb，Yb），C（Xc，Y c），M（Xm，Ym）构成△BCM，由B和C点的坐标根据式（1）很容易计算出B′和C′点坐标.

根据C′B′，∠B′C′M′和∠C′B′M′，过C′和B′点分别画直线B′M′和C′M′，两者交于M′.同理，可得到弧线上的其他控制点坐标.

2 基于规则推理的特体男上装纸样生成方法

根据获取的人体特征尺寸信息，通过文献［9］中基于专家系统的特体识别方法可识别出个体是否为特体以及所属类别.若不是特体，则利用1.2节中的智能推档算法生成适合该个体的个性化服装纸样；若是特体，按照1.2节中的推档算法推档出的服装纸样只能适合正常体型的人，并不适合该个体，因此，还需要对推档后的纸样进行进一步的修改.

应用日本新原型纸样设计方法的思想加以局部调整，在调整纸样时更多采用测量尺寸来确定差量，使之更适用于特体服装的设计.根据特体与正常体的尺寸差量，应用CAD的参数化设计技术实现特体服装纸样的生成.目前参数化设计模型的方法主要有基于数值的方法、基于符号的方法、基于图论的约束求解法和基于规则的几何推理法［10］.由于基于规则的几何推理法速度较快，计算复杂度低，易于在计算机上实现.本文提出一套特体男上装纸样修改的规则，采用规则推理的方法实现特体男上装纸样的生成.

2.1 男上装纸样经验修改的参数量化

利用计算机进行纸样修改，首先需要对男上装纸样的一些参数进行量化处理，如表1所示.

表1 关键部位差的介绍Table 1 Introduction for some important parts

2.1.1 胸背部特体的量化修改

胸背部特体主要包括驼背体和挺胸体.驼背体人体背部突出且宽，头部略前倾，前胸则较平且窄.其穿上正常体型的服装，前长后短，后片绷紧起吊，胸空背紧，领孔前紧后张，后面远离脖子，后身短而上挑，前身下垂豁开，袖子偏后.量化修改：根据所测前、后腰节尺寸，调整纸样上端的尺寸，保持腰节的水平状态，撇胸适当减少，前领宽及肩宽相应前移，后身加长量为dBL，后领口提高，胸宽减小量为dCW／2，背宽放大量为dBW／2（因为一般服装纸样都是半片，所以宽度上修改时的缩放也应取一半）.为了改短前长而少量折叠前端长度为dCL，袖子要适当调整袖山高，修整弧线［11］.挺胸体的体型特征与驼背体正好相反，量化修改基本相同，这里不再赘述.

2.1.2 腰腹部特体的量化修改

腰腹部特体主要指腹部隆起的凸肚体，穿上正常体服装后，前面显短，后面显长；腰腹部衣料起斜绺，前门下端起空并搅盖；腰腹部尺寸偏小，衣服显紧，有紧绷感；衣身的前袖窿、袖子有涟形，后袖缝起涌；驳口起空，不服体；后领窝处起涌.量化修改：在腰节线处作切线，以后片最下面的线为轴，将背中线处折叠长度为dBL，同时原侧缝点、袖窿弧线辅助点、后肩点、后颈肩点、后领弧线辅助点、后领中点均后移量为dBW／4；在腰节处作切展，将前腰节处展开长度为dWL／2；再将前中线展开长度为dCL并前移；前领口、袖窿弧线上移［12］.

2.1.3 肩部特体的量化修改

肩部特体主要包括端肩体和溜肩体.端肩体的人穿上正常体型的服装，因其肩膀高耸而肩端不足，导致后背领窝下沿出现凸皱，领子上冲，肩头上翘，领孔周围出现波浪般的皱纹，领根上浮，肩峰感到裹压，抬身困难，两侧摆缝上挑，前襟下垂外裂.量化修改：前后肩斜、袖窿、前后袖山头均相应抬高，袖孔向上抬高的量等于肩端点的抬高量［11］，抬高量＝肩斜角差α（弧度）×正常体肩宽.溜肩体与端肩体相反.量化修改：前后肩斜、袖窿、前后袖山头均相应降低，袖孔向下降低的量等于肩端点的降低量［11］，降低量＝肩斜角差α（弧度）×正常体肩宽.

2.2 特体男上装纸样的修改规则

图3为一男上装某号型推档结果图，以此说明本文提出的特体男上装纸样的修改规则.图3中曲线均为B样条曲线.

图3 男上装某号型推档结果图Fig.3 Grading pattern of man tops

图3中点（03）是样条曲线（0）（3）上的控制点，点（89）是样条曲线（8）（9）上的控制点，点（4-1）和（4-2）是样条曲线（4）（5）上的控制点，点（7-1）和（7-2）是样条曲线（7）（5）上的控制点，点（10-11）是样条曲线（9）（10）（11）上的控制点.

根据对特体服装纸样修改的量化分析，针对各种特体，将男上装原型各部位的修正量映射到二维纸样图中相应控制点的位移量，即可产生特体男上装纸样控制点的位移规则表，具体描述如表2所示.

特体男上装纸样的修改规则采用产生式规则表示法，具体如下：

规则1

IFT1为真THENT2一定为假

规则2

IFT2为真THENT1一定为假

规则3

IFT4为真THENT5一定为假

规则4

IFT5为真THENT4一定为假

规则5

IFTj为真（j＝1，…，5）

THENS＝｛j｜T j为真｝，点Ci的位移量为

其中：Ci代表CAD纸样上的各控制点；T j为特体识别结果；Δx i和Δy i分别为点C j在x和y轴方向的位移量；Δx ij和Δy ij分别为T j型特体点C j在x和y轴方向的位移量.具体规则请参见表2.

根据上述5条规则，可在计算机上实现5种特体男上装纸样的修改生成.若识别结果不止一种特体，如既是凸肚体又是溜肩体，则将凸肚体和溜肩体条件下各控制点的位移量进行叠加，即可实现纸样修正.

表2 特体男上装纸样各控制点的位移规则表Table 2 Displacement rules table for control points on man tops pattern

（续 表）

3 系统实现与展示

3.1 系统实现

本系统采用C＃语言对AutoCAD进行二次开发，编程实现了原型纸样（.dwg格式的文件）的导入、推档和特体纸样的自动生成.主界面如图4左边所示.

图4 系统主界面及推荐识别界面Fig.4 The main interface and recommender interface

3.2 系统展示

首先点击“号型推荐和特体识别”按钮，打开如图4右边所示界面，录入个体相关尺寸信息，即可进行体型识别和号型的智能推荐；然后点击“打开CAD中的服装纸样”打开某款式服装CAD纸样图，如图5所示；再点击“智能推档到推荐号型”实现纸样的自动推档；最后根据特体识别结果（驼背体）点击“驼背体修改”，实现纸样的自动修正，如图6所示，最终完成个性化男上装纸样的快速生成.

图5 某款式标准号型男上装纸样CAD图Fig.5 A standard pattern of man tops CAD figure

图6 驼背体纸样修正展示Fig.6 Modification of humpback pattern of man tops

图7为某款式男上装原型纸样和推档纸样，其中实线图为原型纸样（170／88A正常体型），而某男士的号型是175／88A，若穿上直接按图7中实线纸样生产的服装，会出现衣长稍短不合身的现象，所以利用本文提出的智能推档算法对实线纸样进行推档，结果如图7中虚线纸样所示.可以发现，虚线纸样比实线纸样略长，但是宽度几乎没有变化，这是由于某男士的身高比原型纸样号型高出5 cm，正常来说上身也会长一些，而胸围几乎相同，所以虚线纸样更加适合该男士.

图7 原型纸样和推档纸样Fig.7 Original and grading pattern of man tops

如一位男士为175／88A号型的驼背体，则特体纸样修正后的效果如图8所示，其中，虚线图为正常体的推档纸样，实线图为驼背体修正纸样.由图8可以发现，修正纸样的后片长度比推档纸样后片长，宽度变宽，前片长度比推档纸样前片短，宽度变窄，成衣后的服装满足：后背长-服装放松量＝正常体背长＋｜dBL｜＝驼背体背长，前胸长-服装放松量＝正常体胸长-｜dCL｜＝驼背体胸长，背宽-服装放松量＝正常体背宽＋｜dBW｜＝驼背体背宽，胸宽-服装放松量＝正常胸宽-｜dCW｜＝驼背体胸宽，完全适合驼背体的背长、胸长、背宽和胸宽，从而消除了其穿着正常体服装出现的前长后短和胸空背紧等现象.

图8 推档纸样和驼背体修正纸样Fig.8 Grading and modification of humpback pattern of man tops

另有2位男士分别为175／88A号型的挺胸体和凸肚体，特体纸样修改后的效果分别如图9和10所示，其中，虚线为正常体推档纸样，实线为特体修正纸样.

图9 推档纸样和挺胸体修正纸样Fig.9 Grading and modification of chest-out pattern of man tops

图10 推档纸样和凸肚体修正纸样Fig.10 Grading and modification of big-belly pattern of man tops

针对同一标准男上装纸样，图11中实线图是根据本文方法进行凸肚体纸样修正的结果图，虚线图是文献［4］中利用几何约束图法所得到的结果图.比较两者可以发现，凸肚体修正的结果大体是一致的，但是本文方法修正的袖窿略向后移，前片较长.这是由于凸肚体者略向后仰，肩膀略后移，则其纸样的袖窿相应地需略微后移，后仰加腰腹部凸起导致胸长较正常体长，则其纸样的前片长应有所增加.本文方法修正的前片长的增加量是该凸肚体者与正常体胸长的差值，保证了纸样成衣后前胸的长度更适合该个体的胸长，着装的整体效果更佳.

图11 本文方法与文献［4］方法对凸肚体修正的纸样比较Fig.11 Comparison of our big-belly pattern of man tops and which in literature 4

4 结 语

本文在已获取人体的特征尺寸信息的基础上，首先根据人体特征参数，利用基于最小距离的服装号型推荐算法推荐出合适个体的服装号型，然后利用基于增量法的服装放码方法，将标准的样板衣片放缩至推荐号型，再根据特体识别结果，采用基于规则推理的特体男上装纸样生成方法，通过C＃语言对AutoCAD进行二次开发，实现了个性化男上装纸样快速生成系统的开发.该系统根据获取的个体特征尺寸信息，即可利用上述方法快速智能地实现纸样的自动推档与修改，与传统的人工打版相比，速度、精度和效率都有很大的提高，同时又能满足人们对服装个性化定制的需求，对服装行业有很重要的现实意义.利用本文男上装纸样快速生成系统，没有服装打版经验的人也可根据自身尺寸信息生成自己服装的个性化纸样.

今后的研究工作可以考虑对规则库的扩展和完善，添加特体女上装、下装、老年服装等的修改规则，使个性化服装纸样生成系统更加完善和全面.另外，还可以考虑建立个性化的三维人体模型，将二维的服装纸样变成三维，并进行虚拟缝合在人模上展示，根据虚拟着装效果进行适当调整，再将三维服装映射到二维，从而生成更加适合个体的服装纸样.

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An Automatic Individual Pattern-Generated Method for Man Tops

LUDana，HAOKuang-ronga，b，DINGYong-shenga，b

（a.College of Information Sciences and Technology；b.Engineering Research Center of Digitized Textile ＆Fashion Technology，Ministry of Education，Donghua University，Shanghai 201620，China）

In order to satisfy people's demand for apparel customization，an automatic fast individual pattern-generated system for man tops was designed and developed.Based on the feature information that has been obtained，firstly，a suitable apparel size was recommended for individual according to apparel size recommendation algorithm based on minimum distance.Secondly，the standard pattern was changed to the recommended size by incremental method for pattern grading.Then personalized garment pattern was generated automatically by pattern generated method for special body according to the results of special body shape recognition.Finally，the automatic individual pattern generated system for man tops was developed on AutoCAD through Visual C＃programming.

man tops；individuation；apparel pattern；intelligent pattern grading；rule-based reasoning

TS 131.9

A

2013-04-16

国家自然科学基金资助项目（61134009）；长江学者和创新团队发展计划资助项目（IRT1220）；上海市优秀学术带头人计划资助项目（11XD1400100）；上海领军人才专项资金资助项目；上海市科学技术委员会重点基础研究资助项目（13JC1407500，11JC1400200）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目

卢 丹（1990—），女，安徽宣城人，硕士研究生，研究方向为模式识别、智能系统、数字化纺织服装.E-mail：tulip＿ludan＠hotmail.com

郝矿荣（联系人），女，教授，E-mail：krhao＠dhu.edu.cn

1671-0444（2014）03-0311-07