Совершенствование проектирования мужских брюк различных объемно-пространственных форм
На правах рукописи
ЗВЕРЕВА ЮЛИЯ СЕРГЕЕВНА Совершенствование проектирования мужских брюк различных объемно-пространственных форм Специальность 05.19.04 Технология швейных изделий
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Иваново 2012
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» на кафедре конструирования швейных изделий.
Научный руководитель Кузьмичев Виктор Евгеньевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования швейных изделий ФГБОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия»
Официальные оппоненты: Белько Татьяна Васильевна, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный университет сервиса», г. Тольятти, заведующий кафедрой дизайна и художественного проектирования изделий Афанасьева Наталья Валериевна, кандидат технических наук, доцент, филиал ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса» в г. Самаре, заведующий кафедрой проектирования технологий в сервисе Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии»
Защита состоится 27 декабря 2012 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.061.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» по адресу:
153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия», а также на сайте ВАК Минобрнауки России и ИГТА в сети Интернет.
Автореферат разослан 26 ноября 2012 года.
Ученый секретарь диссертационного совета Кулида Н.А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы.
Современный уровень развития технологий позволяет применять для решения задач конструирования одежды компьютерные методы плоскостного и трехмерного моделирования. Виртуальное проектирование осуществляют в САПР одежды за счет последовательного перехода от внешней формы одежды к плоским чертежам деталей и узлов, а также по обратной схеме «одевания» трехмерного манекена одеждой с известными параметрами. Особую сложность вызывает воспроизведение поверхности складчатых не антропоморфных форм одежды и получение их адекватных разверток.
Перспективным направлением является разработка научных основ проектирования виртуальных систем «фигура-одежда» с разнообразными объемно-пространственными характеристиками, в первую очередь, за счет использования современных технических комплексов для бесконтактной антропометрии - бодисканеров. Актуальной проблемой остается формирование и рациональное использование новых баз данных для решения задач по управлению и прогнозированию формы одежды, учету показателей свойств текстильных материалов, проектированию реалистичных трехмерных оболочек.
Этапы процесса проектирования мужских брюк не являются полностью формализованными. Большое количество визуальной информации о формах брюк требует систематизации и разработки методов ее переработки и параметризации с учетом закономерностей психологического восприятия и возможности перехода от фотографического изображения к чертежам и трехмерным моделям. Многовариантность строения подкорпусной части фигуры, разнообразие объемно-пространственных форм (ОПФ) современных брюк вызывают сложности, как при построении конструкций, так и визуализации в трехмерной среде. Создание максимально реалистичной виртуальной модели системы «фигура-брюки», учитывающей особенности формообразования на отдельных участках, согласованной с конструктивными параметрами чертежей деталей и показателями физико-механических свойств материала, требует расширения базы данных, формализации закономерностей формообразования с учетом всех факторов.
Совершенствование процесса проектирования брюк различной ОПФ является актуальной научной проблемой, решение которой позволит перейти к автоматизированному построению деталей конструкций брюк, реалистичному отображению трехмерных оболочек систем «фигура-брюки», повысить степень удовлетворенности потребителей.
Диссертационная работа соответствует следующим пунктам паспорта ВАК научной специальности 05.19.04: 1. Разработка теоретических основ и установление общих закономерностей проектирования одежды на фигуры типового и нетипового телосложения. 3. Разработка математического и информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования деталей одежды.
Исследования проведены на кафедре конструирования швейных изделий Ивановской государственной текстильной академии, в OOO «UsabilityLab» (г.
Москва), на кафедре текстильной инженерии Университета Верхнего Эльзаса – ENSISA (г. Мюлуз, Франция), в компании TELMAT Industrie (г. Гебвиллер, Франция).
Автор защищает:
- закономерности визуального восприятия систем «фигура-брюки»;
- классификацию форм мужских брюк;
- базы данных конструктивных параметров чертежей и геометрических параметров форм мужских брюк;
- методику и схему градации чертежей классических брюк для получения различных ОПФ;
- шаблон для стилевой идентификации и построения чертежей конструкций брюк;
- программное обеспечение для анализа и прогнозирования признаков формы брюк;
- закономерности изменения параметров поверхности брюк в трехмерных системах «фигура-брюки» под влиянием конструктивных параметров чертежей и показателей свойств материала.
Целью работы является повышение эффективности процесса проектирования мужских брюк.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- изучено морфологическое строение нижней опорной поверхности мужских фигур;
- исследованы особенности визуального восприятия признаков формы брюк и проведено ранжирование зон концентрации внимания;
- разработана номенклатура геометрических параметров формы систем «фигура-брюки»;
- разработана классификация форм мужских брюк;
- разработана методика и программное обеспечение для анализа и прогнозирования признаков формы брюк;
- разработана методика и схема градации чертежей классических брюк для получения разных ОПФ;
- разработан алгоритм построения чертежей конструкций брюк различных ОПФ в САПР «Грация»;
- разработан метод оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций;
- разработан шаблон для стилевой идентификации и построения чертежей конструкций брюк по координатам основных точек контура;
- установлены взаимосвязи между геометрическими параметрами формы и конструктивными параметрами чертежей брюк;
- разработана теоретическая модель формообразования систем «фигура-брюки» под влиянием показателей свойств материала и конструктивных параметров;
- разработана методика проектирования мужских брюк с требуемыми параметрами ОПФ;
- проведена практическая проверка результатов исследований.
Объекты исследования:
- подкорпусная часть мужской фигуры, - фотографии систем «фигура-брюки», - чертежи конструкций мужских брюк, - оцифрованные трехмерные системы «фигура-брюки», - текстильные материалы, используемые для изготовления брюк.
Методы и средства исследований. В работе использованы методология системного подхода к проектированию одежды, метод экспертной оценки и ранжирования факторов, компьютерные методы моделирования объектов в среде САПР «Грация», «Lectra» и «Ассоль».
В экспериментальной части применены методы натурного эксперимента, контактные и бесконтактные методы измерений систем «фигура-одежда» с помощью бодисканера Telmat Optifit Pro-2 (Франция) с двумя датчиками белого света. В исследованиях визуального восприятия брюк использовали метод видеоокулографии с использованием аппаратно-программного комплекса Tobii X120 (Швеция). Для исследования показателей свойств текстильных материалов использована система оценки Кавабата, KES «Kawabata Evaluation System» (Япония) и прибор «Fabric Stiffness Tester-M003B» (США).
Для обеспечения достоверности результатов, полученных в диссертационной работе, применены методы математической статистики с использованием пакетов прикладных программ MS Office Excel 2007 и SPSS 11,5 в среде Windows. Использованы графические редакторы Corel DRAW 12 и Adobe Photoshop CS3, а также собственные компьютерные программы.
Научная новизна работы заключается в установлении закономерностей комплексного влияния параметров конструкции и показателей свойств материала на формообразование мужских брюк.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
Практическая значимость состоит в разработке методики анализа и прогнозирования признаков формы брюк, методики и схемы градации чертежей конструкций классических мужских брюк, шаблона для диагностики и построения чертежей брюк, метода оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций, методики проектирования мужских брюк с требуемыми параметрами ОПФ. Некоторые результаты работы реализованы в САПР «Грация», «Lectra» и «Ассоль» и прошли апробацию на промышленном предприятии ООО «Сэми» (г. Иваново).
Техническая новизна отдельных результатов диссертационной работы подтверждена патентом РФ № 2412627 на изобретение «Шаблон для диагно стики и построения чертежей стилизованных брюк». Авторские права защище ны свидетельствами РФ об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2011615980 «Программа построения чертежа конструкции брюк с заданной объемно-силуэтной формой» и № 2011617382 «Программа для анализа и прогнозирования модной формы брюк».
Апробация результатов работы. Основные результаты исследований были доложены:
на межвузовских и международных научно-технических конференциях:
«Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК), Иваново, ИГТА, в 2007-2012 гг.;
«Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС), Иваново, ИГТА, 2010, 2012;
«Студенты и молодые ученые КГТУ – производству», Кострома, 2009;
2012;
«Инновации и перспективы сервиса», Уфа, УГИС, 2011;
«Инновации молодежной науки», Санкт-Петербург, СПГУТиД, 2011;
«Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» Витебск, ВГТУ, 2011;
«Теоретические знания - в практические дела», Омск, 2011;
«User Experience Russia 2011», Москва, 2011;
«Innovative Textile for high future demands – AUTEX-2012», Загреб, Хорватия, 2012;
«3D Body Scanning Technologies 2012», Лугано, Швейцария, 2012;
на заседаниях кафедры конструирования швейных изделий ИГТА в 2009-2012 гг.
В 2009 году в рамках программы «УМНИК-2009» проект «Разработка информационного обеспечения для дизайн-проектирования брюк широкого модельного ряда» получил грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (государственные контракты № 7049р/9617 от 01.07.2009 и № 8308р/13099 от 08.06.2010).
Публикации. Результаты диссертации опубликованы в трех статьях в журналах «Швейная промышленность» и «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», включенных в перечень ВАК, тезисах и материалах докладов 15 российских и зарубежных конференций, одном патенте РФ на изобретение, двух свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ.
Структура диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 262 страницы и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 150 наименований, 6 приложений, включающих 1 патент РФ на изобретение, 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, результаты экспериментальных исследований, акт внедрения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена ее цель и сформулированы задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость работы, приведены сведения об использовании ее результатов.
В первой главе представлен анализ существующего информационного обеспечения процесса проектирования мужских брюк, методик построения чертежей конструкций, вариантов классификации и параметризации ОПФ мужских брюк, методов виртуального проектирования трехмерных систем «фигура-одежда». Проведена оценка уровня формализации этапов проектирования брюк (результаты отражены в одной публикации).
Анализ классификаций форм брюк и номенклатуры параметров для описания формы показал отсутствие единого подхода к характеристике формы.
Классификационные признаки и количественные параметры формы брюк не ранжированы по степени весомости в процессе визуального восприятия и конструктивного воспроизведения желаемой формы в чертежах. Необходимо использовать современные методы регистрации психофизических показателей восприятия одежды и более точные математические методы для разработки классификаций.
Анализ методов оценки и прогнозирования модных (наиболее популярных в определенный момент времени) форм показал, что они основаны на качественной и количественной оценках и требуют больших временных и интеллектуальных затрат (Т.В. Козлова, Г.И. Петушкова, В.Е. Кузьмичев, Н.В.
Афанасьева, Е Хунгуанг, С.В. Латынова, Е.Н. Цховребадзе). Результаты анализа модных тенденций по предлагаемым методам в основном представляют собой усредненные значения показателей внутри сезона или года.
Это является неприемлемым в современных условиях сосуществования сразу нескольких актуальных форм, подчас резко отличающихся по геометрическим характеристикам.
Анализ более 20 существующих методик построения чертежей деталей мужских брюк (ЕМКО СЭВ, ЦНИИШП, ЦОТШЛ, И.Я. Гриншпан, А.Я.
Сковронский, Л.Б. Слапак, А. Кардани, Мюллер и Сын, У. Алдрич и др.) показал отсутствие либо слабую согласованность и управляемость изменением параметров в зависимости от желаемой ОПФ и показателей эргономического соответствия. В расчетных формулах методик и разработанных на их основе алгоритмов в САПР не учтены морфологические особенности нижней части торса фигуры и показатели свойств материала. Процесс получения модельной конструкции на основе базовой не формализован, критерии для прогнозирования проектируемой формы на стадии разработки чертежей отсутствуют.
Современные технические средства, такие, как бодисканеры, используют для получения базы данных точных значений параметров трехмерных систем «фигура-одежда». Однако существующие программные обеспечения для моделирования и трехмерного одевания поверхностей и САПР одежды позволяют генерировать и проектировать оболочки брюк с условно реалистичной геометрией и пластикой, не учитывающей физико-механические свойства (ФМС) тканей и складчатость на различных участках формы.
Необходимо использовать современные методы определения показателей ФМС материалов, влияющих на параметры ОПФ, например, систему Kawabata Evaluation System (Япония).
Новое информационное обеспечение должно включить классификацию форм мужских брюк с учетом особенностей визуального восприятия, методику анализа и прогнозирования модной формы, методику проектирования и трансформации чертежей конструкций с учетом параметров ОПФ брюк, методику проверки эргономического соответствия конструкций брюк, методику проектирования трехмерных систем «фигура-брюки» с возможностью управления параметрами.
Вторая глава посвящена разработке методики анализа и прогнозирования признаков формы мужских брюк (результаты отражены в семи публикациях, одном свидетельстве об официальной регистрации программ для ЭВМ).
Для изучения особенностей визуального восприятия брюк по фотографи ям систем «фигура-брюки» с модных показов нами впервые применен метод видеоокулографии - регистрации движений глаз. С использованием аппаратно программного комплекса Tobii X120 (Швеция) фиксировали количество и про должительность фиксаций взгляда на анализируемых элементах изображения.
В результате установлены закономерности визуального восприятия формы и модельных особенностей мужских брюк по областям наибольшей концентра ции внимания. Визуальные признаки по активности восприятия можно проран жировать в следующей последовательности: объем, силуэт, эффекты отделки материала (потертости, цветовые переходы), конструктивно-декоративные эле менты (карманы, клапаны, манжеты, застежки-молнии, декоративные пряжки).
Проведен анализ концентрации внимания экспертов в зонах интереса. В номенклатуру включены следующие зоны (рис.1, а): 1 - пояс, 2 - правая боко вая на уровне бедер, 3 - центральная на уровне бедер, 4 - левая боковая на уров не бедер, 5 - обхвата бедра, 6 - обхвата колена, 7 - низа брюк.
а б Рис. 1. Зоны интереса на поверхности формы брюк (а) и гистограмма распределения средних значений показателя визуальной информативности (б) Для количественной характеристики и ранжирования зон был введен «показатель визуальной информативности» Vinfi равный суммарной продолжительности фиксаций взгляда в зоне, выраженный в процентах от общего времени просмотра модели брюк:
(1) n V inf i = tfj 100 / T, где Vinfi – показатель визуальной информативности i-ой зоны, %;
i-ой зоне;
tfj – продолжительность j-ой фик j = n – количество фиксаций взгляда в сации, мс;
T – общее время просмотра модели брюк, мс.
В ходе ранжирования зон внимания по средним значениям Vinf установлено, что максимальное внимание экспертов сосредоточено в области центральной части на уровне бедер, которая характеризуется наибольшей складчатостью. Показатель Vinfi других зон зависит от формы брюк (рис.1, б).
Проведен анализ пропорций фигур манекенщиков, участвующих в пока зах мод. Описан алгоритм параметризации фотографий систем «фигура-брюки» в позе нон-стоп, при которой одна нога является прямой (опорной), а другая согнута в колене. В номенклатуру геометрических параметров вошли: проекци онные ширины - на уровнях верхнего края (А), бедер (В), обхвата бедра (С), ко лена (D), низа (E);
расстояния - рост от верхушечной точки до пола (Р), от уровня линии талии до верхнего края брюк (F), от уровня вершины шагового шва брюк до пола (G), от верхнего края брюк до уровня вершины шагового шва (Cr), от нижнего края брюк до пола (H);
пропорциональные соотношения, характеризующие степень заужения от уровня бедер к обхвату бедра (B/C), степень заужения от уровня обхвата бедра к колену (C/D), степень заужения от уровня колена к низу (D/Е) (рис.2, а). Разработана компьютерная программа для параметризации фотографий (рис.2, б).
а б Рис. 2. Схема параметризации фотографий системы «фигура-брюки» (а) и интерфейс разработанной программы «Manual Param Measurement» для полуавтоматической параметризации (б).
Проведена параметризация 900 фотографий систем «фигура-брюки» с 2004 по 2012 гг. Ранжирование геометрических параметров формы в соответствии с их визуальной информативностью позволило отобрать наиболее значимые параметры и получить следующий порядок (места измерения параметров показаны на рис.2):
P/B — B/C — C/D — D/E — F — G — H.
Полученная база данных геометрических параметров легла в основу разработки классификации форм брюк. С помощью кластерного анализа по методу k-средних проведено разбиение форм на типы по четырем уровням. По объему брюк на уровне бедер выделено 4 кластера, по силуэту выше уровня колена – 5 кластеров, по силуэту ниже уровня колена – 4 кластера, по положению пояса относительно вершины шагового шва – 5 кластеров, по длине брюк - 5 кластеров. Предложена пятизначная система кодирования признаков, которая позволяет заменить вербальную характеристику формы условным кодом, соответствующим количественным характеристикам геометрических параметров.
Разработана методика анализа и прогнозирования признаков формы брюк на основе кластерного анализа и оценки частоты встречаемости типов форм со гласно разработанной классификации. Методика позволяет выявить сразу несколько актуальных форм текущего сезона, перспективные тенденции на ста дии зарождения, и делать статистические прогнозы на будущие сезоны.
Выполнен прогноз актуальных форм брюк на 2014 и 2015 года, рекомендованы типы форм и их классификационные коды с соответствующими значениями геометрических параметров.
Разработан программный комплекс для анализа и прогнозирования признаков формы брюк. Он включает несколько четыре программных приложения, выполняющих различные функции.
GrabVogueCoUK – приложение, осуществляющее 1.
автоматизированную загрузку большого количества фотографий из сети Интернет. Данное приложение формирует базу данных фотографий.
Manual Param Measurement – приложение, позволяющее в 2.
полуавтоматическом режиме производить измерение геометрических параметров одежды по фотографиям (рис.1, б).
Auto Param Measurement – приложение, осуществляющее 3.
автоматическое измерение геометрических параметров брюк по фотографиям.
Его работа основана на распознавании зрачков глаз, выделении контура брюк, разметке положений основных антропометрических уровней согласно установленным пропорциональным соотношениям и автоматическом измерении геометрических параметров. Приложение позволяет формировать базу данных геометрических параметров форм брюк большого объема.
Model Data Analyser – приложение, базирующееся на 4.
разработанном методе анализа и прогнозирования признаков формы брюк.
Осуществляет кластерный анализ принадлежности каждой модели брюк к классификационным типам формы, строит графики частоты встречаемости типов, выделяет наиболее актуальные формы и строит статистические прогнозы на будущие сезоны. Количественные признаки классификационных типов заложены в базе данных параметров кластеров.
Проведено тестирование программного комплекса с положительным результатом. Показано, что его использование позволяет существенно сократить время при анализе модных тенденций (до 40%) и прогнозировать актуальность признаков форм брюк на ранних этапах цикла развития тенденции.
В третьей главе приведены результаты исследования конструктивных параметров брюк различных ОПФ (результаты опубликованы в девяти публикациях, патенте на изобретение и свидетельстве о регистрации программы для ЭВМ).
Предложен усовершенствованный метод параметризации чертежей модельных конструкций, учитывающий морфологическое строение нижней опорной поверхности и согласующий положение линии талии на чертеже и обхватные измерения фигуры ниже антропометрического уровня линии талии (АУЛТ) (рис.3).
i – величина смещения положения пояса спереди ниже антропометрического уровня талии, см;
lфигi - размерный признак «обхват фигуры ниже антропометрического уровня линии талии»;
От – размерный признак «обхват талии»;
Об1 – размерный признак «обхват бедер без учета выступа живота», Дя – размерный признак «дуга ягодичной области», Дтз – размерный признак «дуга талии задняя» Рис. 3. Геометрическая модель нижней опорной поверхности мужской фигуры Предлагаемый метод заключается в измерении длины верхней линии на чертеже, ее сравнении с размерным признаком «обхват фигуры ниже антропометрического уровня линии талии» и нахождении модельного понижения пояса i. Для прогнозирования понижения уровня верхнего края относительно линии талии по чертежам предложены расчетные формулы с использованием дополнительных размерных признаков:
i = 100 (lфигi – От) / От·KОт, (2) KОт = 5,46 - 8 Дтз / От – 6 Дя / Об1, (3) где i – величина смещения положения пояса ниже антропометрического уровня талии, см;
lфигi - размерный признак «обхват фигуры ниже антропометрического уровня линии талии», см;
От – размерный признак «обхват талии», см;
KОт – коэффициент увеличения обхвата фигуры ниже АУЛТ;
Дя – размерный признак «дуга ягодичной области», см;
Дтз – размерный признак «дуга талии задняя», см.
Сформирована база данных конструктивных параметров мужских брюк с 1990 по 2012 гг. и определены интервалы изменения их значений. Установлены корреляционные взаимосвязи между конструктивными параметрами и механизм согласованного изменения чертежей для получения желаемой ОПФ брюк. Регрессионные уравнения для вычисления и согласования основных конструктивных параметров классических мужских брюк для фигуры типового телосложения 182-100-88 представлены в табл.1. Управляющим параметром является прибавка к полуобхвату бедер Псб, изменяемая в интервале 0,5…11, см.
Таблица Уравнения для вычисления конструктивных параметров классических мужских брюк для фигуры типового телосложения 182-100- Обозначе Интервал Наименование параметра Уравнение для вычисления ние изменения Псб + Прибавка к обхвату бедра, см Побед 10…24 см 0,97 Шш - 3, Прибавка к длине сидения, см Пдс 0,4 Псб + 0,2 1,2…4 см Ширина шага брюк, см Шш 0,3 Псб + 16,8 15…19,7 см Соотношение ширины шага Шшп /Шшз 0,02 Псб + 0,35 0,35…0, передней и задней частей Ширина в колене, см Шк 29,6 - 1,3 бпз 23…32 см Ширина внизу, см Шн 0,45 Псб + 23,5 21…32 см Баланс переднезадний, см бпз 4,7 - 0,3Псб 2,5…6,2 см Угол наклона средней линии сп 4,6 - 0,6 Псб 0…6° передней части, град Угол наклона средней линии 17,7 - 1,6 Псб сз 10…18° задней части, град 1,8 бпз + 1, Раствор передней вытачки, см Рвп 0,52Псб + 2 2,1…8 см Распределение прибавки Псб к Рпбз 86,3 - 6,3 Псб 17…86,5 % задней части, % На основе установленных закономерностей разработан алгоритм построения чертежей конструкций мужских брюк в САПР «Грация».
Варьирование пользователем основной прибавки Псб приводит к автоматическому пересчету всех конструктивных параметров и адекватному построению чертежа желаемой ОПФ.
Разработана методика градации чертежей конструкций классических мужских брюк для получения новых ОПФ. Градация происходит внутри одного размерного варианта и заключается в согласованном изменении конструктивных параметров при увеличении ПСб на 1 см. Такой метод позволяет получать различные формы на этапе построения базовой конструкции, а не при конструктивном моделировании. Методика автоматизирована и апробирована в среде промышленных САПР «Ассоль», «Грация» и «Lectra».
Разработан метод оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций. В его основу легли новые критерии для согласования длин отрезков на чертеже с вычисленными теоретическими значениями, установленными на основе данных динамических приращений к трем дополнительным размерным признакам: «Обхват середины бедра» Осбед, «Дуга от ягодичной точки до коленной» Дтяк, «Дуга от талии до подъягодичной складки» Дпс.
Проведена параметризация координат точек контура чертежей.
Статистическая обработка результатов измерений позволила установить интервалы изменения, средние значения и границы доверительных интервалов координат точек контура для чертежей конструкций брюк различных ОПФ.
Разработан шаблон для стилевой идентификации брюк. Этот инструмент позволяет на этапе проектирования конструкции определить степень соответ ствия координат наиболее информативных точек на контуре чертежа брюк до верительным интервалам для проектируемой ОПФ.
В четвертой главе приведены результаты исследования формообразования трехмерных систем «фигура-брюки» (результаты отражены в двух публикациях).
Установлены взаимосвязи между конструктивными параметрами чертежей и геометрическими параметрами систем «фигура-брюки» в динамической позе нон-стоп. Уравнения зависимостей позволяют вычислять параметры чертежей по фотографиям.
Для обоснования принципов управления параметрами ОПФ в опорной и условно-опорной зонах проведено комплексное исследование взаимосвязей между конструктивными параметрами, проекционными зазорами между фигурой и брюками, параметрами складок и показателями свойств материала в трехмерных системах «фигура-брюки». В ходе эксперимента для условно типовой фигуры 188-100-88 получены совмещенные сечения тела и брюк различных ОПФ на уровне бедер и обхвата бедра. Проведен анализ корреляционных связей между конструктивными параметрами и величинами проекционных зазоров. Получены многофакторные уравнения регрессии для расчета значений зазоров на уровне обхвата бедер Hi и бедра Ti. Разработанные теоретические модели формообразования позволяют проектировать сглаженные сечения брюк на наиболее информативных уровнях обхвата бедер и бедра и переходить от двухмерного к трехмерному конструированию.
Для проектирования более реалистичной складчатой поверхности необходимо учитывать показатели свойств материала. Экспериментально изучено влияние показателей свойств материала на складкообразование поверхности оболочки брюк по сечениям брюк из десяти различных материалов. Нами введено понятие оболочковые свойства материала (SP), характеризующее способность материала формировать оболочку вокруг тела человека с образованием складок. Оболочковые свойства могут быть количественно охарактеризованы с помощью коэффициента складчатости Kwi в секторе и количества вершин складок в секторе ni. Коэффициент складчатости Kwi позволяет оценить увеличение длины участка поверхности формы по сравнению с длиной хорды в рассматриваемом секторе:
Kwi = 100 (lti - lсi) / lсi, (4) где Kwi – коэффициент складчатости поверхности для i-го сектора, %, lсi – длина хорды в секторе, см, lfi – длина поверхности материала в секторе, см.
Для десяти исследованных материалов были измерены показатели ФМС и вычислены значения коэффициентов складчатости Kwi и установлено количество вершин складок в секторах на уровнях обхватов бедер и бедра.
Анализ корреляционных взаимосвязей показал, что наибольшее влияние на количество вершин складок и коэффициент складчатости оказывают жесткости на изгиб В (гс·см2/см) и сдвиг G (гс/см·град). Получены регрессионные уравнения для вычисления коэффициентов складчатости в секторах в зависимости от конструктивных прибавок и показателей свойств материала (табл.2). Выделено три группы материалов по степени жесткости, установлены интервалы изменения величин показателей В и G для каждой группы. Установлено количество складок в секторах при разных интервалах изменения коэффициентов складчатости Kwi. для трех групп материалов.
Таблица Уравнения для вычисления коэффициентов складчатости Kwi Сектор Уравнения для вычисления коэффициента Значения критериев складчатости Kwi, % F r Уровень обхвата бедер Kw2-5 = Псб – 0.42 Побед – 7.95 Вн.о.+ 7.15 Вн.у + 2, 5 (5) 4,9 0, 12.91 Gн.о. - 13.44 Gн.у. + 4, Kw3-4= 0,7 Вн.у -2,39 Вн.о.+1,78 Gн.о.- 1.5 Gн.у. + 3, 4 (6) 2,96 0, 1, Kw9-10= 1.92 Gн.у -0,98 Gн.о. -0,1 Псб + 1, 9, 10 2,29 0,37 (7) 1, 6 Kw1-6= 0,55 Kw2-5+6,86 7,88 0,46 (8) 7, 12 Kw7-12= 1,81 Псб – 0.64 Побед + 2.4 14.16 0,7 (9) 8, 11 Kw8-11= 1,34 Псб – 0.4 Побед + 2.99 3.17 0,37 (10) Уровень обхвата бедра 1 Kw1= 19,63-0,7 Kw4 4,49 0,46 (11) 2 Kw2 = 3,8 Псб -1.31 Побед + 7.89 3,92 0,57 (12) 3 Kw3= 6,7 Gн.о.- 5,8 Gн.у. +1,97 3,57 0,58 (13) 4 Kw4= 1,05 Псб +0,7 Побед -8,3 13,16 0,79 (14) 5 Kw5= 3,75-0,3 Kw6 2,7 0,37 (15) 6 Kw6= 0,18 Kw8+2,67 3,4 0,4 (16) 7 Kw7= 2.09 Gн.о.- 1.99 Gн.у. +4,99 3,41 0,48 (17) Kw8= 70,76 Вн.о - 27,19 Вн.у.-17,45 Gн.о.+ 18.46 Gн.у.
8 3,1 0,39 (18) Где Псб – прибавка к полуобхвату бедер, см;
Побед – прибавка к обхвату бедра, см;
Вн.о и Вн.у - жесткость на изгиб по нити основы и утка, гс·см2/см;
Gн.о. и Gн.у.
- жесткость на сдвиг по нити основы и утка, гс/см·град.
Примечание: критические значения rкр = 0,29, Fкр = 2,63 при р = 95 %, n = 32.
На рис. 4 представлена теоретическая модель складкообразования и построенные контуры сечений брюк из костюмной ткани из вискозных волокон, полушерстяной костюмной ткани, хлопчатобумажной джинсовой ткани для условно-типовой фигуры 188-100-88. Значения основных конструктивных прибавок составили Псб = 8 см и Побед = 17 см.
Полученные закономерности позволяют также идентифицировать показа тели свойств материала в сканированных системах «фигура-брюки».
а б Рис.4. Теоретическая модель складкообразования брюк из разных материалов на уровне обхвата бедер (а) и бедра (б) В пятой главе разработана методика проектирования брюк с требуемыми показателями объемно-пространственной формы (результаты отражены в одной публикации).
Методика включает в себя три основных этапа: дизайн-проектирование ОПФ брюк, разработка чертежа конструкции и разработка виртуальной трехмерной системы «фигура-брюки».
В качестве исходных данных используют код ОПФ из новой классификации, показатели свойств используемого материала, размерные признаки и трехмерную модель фигуры. Для реализации каждого этапа используют новое разработанное информационное обеспечение в виде программы для анализа и прогнозирования признаков формы брюк, закономерностей согласования геометрических и конструктивных, программы построения чертежа конструкции в САПР, метода проверки эргономического соответствия брюк, шаблона для стилевой идентификации брюк и теоретическую модель формообразования систем «фигура-брюки» под влиянием конструктивных параметров и показателей свойств материала.
Новая методика позволяет проектировать чертежи конструкций брюк и проверять их соответствие требуемой ОПФ, проектировать виртуальные систе мы «фигура-брюки» с более реалистичной складчатой поверхностью.
Проверка методики показала ее преимущество, выразившееся в адекватном воспроизведении проектируемых параметров формы брюк и визуализации складчатой поверхности ОПФ брюк в трехмерной системе «фигура-брюки» (рис.5).
Рис. 5. Каркас виртуальной модели системы «фигура- брюки» из ткани повышенной жесткости с реалистичными контурами сечений, полученный на базе трехмерной модели TELMAT (Франция), Псб = 8 см и Побед = 17 см.
Эффективность методики подтверждается также значительным сокращением времени при дизайн-проектировании и выборе актуальной ОПФ (до 40 %), при разработке модельной конструкции (до 15 %) за счет возможности корректировки параметров конструкции и ОПФ в виртуальной среде до проработки модели в материале.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ Разработано информационное обеспечение для проектирования 1.
мужских брюк различных ОПФ в виде баз данных конструктивных, геометрических параметров формы и параметров трехмерных систем «фигура брюки» и их функциональных взаимосвязей. Разработанные методы и программные продукты учитывают закономерности преобразования плоских чертежей и трехмерных оболочек со складчатой поверхностью.
2. Разработана классификация форм мужских брюк на основе закономерностей визуального восприятия и обоснованной номенклатуры геометрических параметров формы, которая включает количественные характеристики пропорциональных соотношений и параметров формы на наиболее информативных участках.
3. Разработан программный комплекс для анализа и прогнозирования признаков формы брюк, который позволяет учесть одновременную актуальность нескольких типов форм в современной моде и в автоматическом режиме обрабатывать большие массивы визуальной информации.
4. Разработана методика градации чертежей модельных конструкций брюк для получения различных ОПФ форм на основе согласованного изменения положения точек на контурах чертежей при изменении формообразующей прибавки к полуобхвату бедер Псб. Методика позволяет реализовать принцип закономерного изменения конструктивных и балансовых параметров чертежей при трансформации ОПФ брюк.
5. Разработан алгоритм построения чертежей конструкций брюк с желаемой ОПФ формой в САПР «Грация».
6. Разработан метод оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций, позволяющий по совокупности новых размерных признаков рассчитывать необходимые значения размеров участков конструкции для проверки чертежей брюк.
7. Разработан шаблон для стилевой идентификации чертежей конструкций брюк по координатам точек чертежей, обеспечивающий проверку соответствия конструкции желаемой ОПФ.
9. Выявлены показатели физико-механических свойств материала, влияющие на параметры ОПФ и складкообразование поверхности брюк.
Разработаны теоретические модели для учета показателей свойств материала при трехмерном проектировании опорной и условно-опорной поверхностей.
10. Результаты рекомендуется использовать при проектировании чертежей конструкций мужских брюк, создании модулей для трехмерного проектирования в САПР, анализе и прогнозировании модных форм одежды, а также учебном процессе высших учебных заведений при подготовке инженеров по направлению подготовки 262200 Конструирование изделий легкой промышленности, на швейных предприятиях.
ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах Кузьмичев, В.Е. Пропорционирование модных форм брюк / В.Е. Кузь 1.
мичев, Ю.С. Зверева, Чжу Юйцинь, Цзен Суое // Швейная промышленность. 2009. - № 4 – С. 46-39.
Зверева, Ю.С. Моделирование процесса формообразования брюк 2.
разных объемно-пространственных форм в реальных системах «фигура-брюки» / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев, Ли Цзи // Известия вузов. Технология текстиль ной промышленности. – 2011. - № 3 (332). – С. 83-88.
Зверева, Ю.С. Изучение особенностей зрительного восприятия брюк 3.
разной объемно-силуэтной формы с использованием метода видеоокулографии / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев, Н.И. Ахмедулова, А.Н. Ко стин, М.В. Синицына // Известия вузов. Технология текстильной промышлен ности. – 2011. - №5 (334). – С. 93-97.
Патент на изобретение Пат. 2412627 Российская Федерация, МПК А41 Н 3/00. Шаблон для 4.
диагностики и построения чертежей стилизованных брюк / Зверева Ю.С., Кузь мичев В.Е.;
патентообладатель ИГТА;
заявка № 2010101512 от 18.01.2010, Опубл. 27.02.2011.
Программы для ЭВМ Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 5.
№ 2011615980 Российская Федерация. Программа построения чертежа конструкции брюк с заданной объемно-силуэтной формой / Зверева Ю.С., Кузь мичев В.Е.;
правообладатель – ИГТА;
заявка № 2011614224 от 08.06.2011.
Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 6.
№ 2011617382 Российская Федерация. Программа для анализа и прогнозирова ния модной формы брюк/ Зверева Ю.С., Кузьмичев В.Е, Крючкова Л.В.;
право обладатель – ИГТА;
заявка № 2011615627 от 26.07.2011.
Материалы конференций Зверева, Ю.С. Разработка системы показателей для оценки балансово 7.
го соответствия мужских брюк / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев // Молодые уче ные – развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК -2007). Ч. 1:
тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов – Иваново: ИГТА, 2007. – С. 22-23.
8. Зверева, Ю.С. Разработка универсальной методики для проверки со размерности и балансового равновесия брюк с различными объемно-силуэтны ми формами / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев // Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2008). Ч. 2: тез. докл. межвуз.
науч.-техн. конф. аспирантов и студентов – Иваново: ИГТА, 2008. – С. 212.
Зверева, Ю.С. Градация объемно-силуэтных форм мужских брюк / 9.
Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев // Студенты и молодые ученые КГТУ – произ водству. Ч. 1: тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов – Ко строма: КГТУ, 2009. – С. 97.
10. Зверева, Ю.С. Разработка информационного обеспечения для дизайн проектирования брюк широкого модельного ряда / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьми чев // Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2009). Ч. 2: тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студен тов – Иваново: ИГТА, 2009. –С. 235.
11. Зверева, Ю.С. Конструктивное направление моды в мужских брюках сезона 2010-2011 гг / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев // Молодые ученые – разви тию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2010). Ч. 1: тез. докл.
межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов – Иваново: ИГТА, 2010. – С.
140-142.
12. Малахова, Н.А. Учет динамических приращений к размерным призна кам фигуры при определении конструктивных прибавок в поясной одежде / Н.А. Малахова, Е.А. Колозей, Л.П. Юдина, Ю.С. Зверева // Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2010). Ч. 1: тез.
докл. межвуз. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов – Иваново: ИГТА, 2010. – С. 160-161.
13. Зверева, Ю.С. Использование анализа движений глаз для изучения особенностей восприятия формы брюк / Ю.С. Зверева, Н.И. Ахмедулова, А.Н.
Костин, В.Е. Кузьмичев, М.В. Синицина // Молодые ученые – развитию тек стильной и легкой промышленности (ПОИСК-2011). Ч. 1: тез. докл. межвуз.
науч.-техн. конф. аспирантов и студентов – Иваново: ИГТА, 2011. – С. 177-180.
14. Зверева, Ю.С. Методика анализа визуальных рядов для прогнозирова ния модной формы одежды / Ю.С. Зверева // Вестник молодых ученых - Инно вации молодежной науки. Ч. 4: тез. докл. всерос. науч. конф. молодых ученых – СПб: СПГУТиД, 2011. – С. 217.
Зверева, Ю.С. Использование инструментального метода регистра 15.
ции движений глаз для изучения особенностей восприятия формы брюк / Ю.С.
Зверева, М.В. Синицина, Н.И. Ахмедулова, А.Н. Костин // Теоретические зна ния - в практические дела. Ч. 2: сборник научных статей XII междунар. начн. инновац. конференции аспирантов, студентов и молодых ученых – Омск, 2011.
– С. 138-140.
16. Зверева, Ю.С Совершенствование методики параметризации черте жей конструкций брюк / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев // Новое в технике и тех нологии текстильной и легкой промышленности. Ч. 1: материалы междунар.
науч.-техн. конф.– Витебск: ВГТУ, 2011. – С. 181-183.
17. Зверева, Ю.С Обоснование конструктивных параметров, влияющих на объемно-силуэтную форму / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев // Инновации и перспективы сервиса. Ч. 2: сборник статей VII международ. науч.-.техн. конф. – Уфа, 2011. – С. 118-121.
18. Зверева, Ю.С. Методика анализа и прогнозирования модной формы одежды / Ю.С. Зверева // Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности (ПОИСК-2012). Ч. 1: тез. докл. межвуз. науч.-техн. конф. ас пирантов и студентов – Иваново: ИГТА, 2012. – С. 117-118.
19. Зверева, Ю.С. Метод параметризации чертежей модельных конструк ций брюк / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев, Д.С. Адольф // Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности (Прогресс-2012).
Ч. 1: тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. – Иваново: ИГТА, 2012. – С. 234 235.
20. Зверева, Ю.С. Проектирование реалистичных систем «фигура-брюки» (Designing the realistic 3D “body-trousers” systems) / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьми чев, Д.С. Адольф // Инновационный текстиль для высоких требований будуще го. Ч. 1: сборник материалов 12-ой междун.текстильной конфер. AUTEX – За дар, Хорватия, 2012. – С. 991-994.
21. Зверева, Ю.С. Идентификация показателей свойств материалов в ска нированных системах «фигура-одежда» (Identification of textile materials proper ties in “body-clothes” scanned systems) / Ю.С. Зверева, В.Е. Кузьмичев, Д.С.
Адольф, Л. Шашер // Технологии трехмерного бодисканирования.: сборник ма териалов 3-ей междун. конфер. – Лугано, Швейцария, 2012. – С. 335-342.
Подписано в печать 21.11.2012 Формат 1/16 6084. Бумага писчая.
Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,07. Тираж 80 экз. Заказ № Редакционно-издательский отдел ИГТА Копировально-множительное бюро 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса,