专利名称：基于曲面造型技术的批量定制文胸结构设计方法
技术领域：
本发明涉及一种文胸生产过程中的纸样设计方法，特别是一种适合客户化度身定制或批量定制的合体文胸结构设计方法。
背景技术：
Dobson曾在1885年指出“服装纸样是时装艺术设计中最高技术的象征”，可见服装纸样设计的地位和复杂程度。三维文胸是由具有伸缩性能的织物附和在有弹性人体体表而形成的、具有身心舒适的合体内衣，因此需要纸样设计师有着更高的专业知识。然而，纵观文胸制造业，文胸纸样通常还是以经验为基础，反复试样的方法而产生。相关文献指导明显缺乏，文献检索表明，1968年至今，世界上仅有涉及文胸纸样设计的几本书籍中也只是稍稍提及，如上海科学技术出版社，2004.上海印建荣，常建亮.内衣纸样设计原理与技巧[M]。而且，所有这些文胸纸样的获取方法不是通过立裁复描后由定量给出，就是在上衣原型的基础上通过减少胸围松量发展而来。对于各部位所给的定量其隐藏的原理则没有具体的描述。因此，人们对文胸样板与人体体形间的关系与理解还很欠缺，以致文胸的生产周期与成本增加，新品研发过程中的错误多、时间长，合体性差。
发明内容
综上所述，如何克服现有缺乏科学依据与指导的反复试验与传统经验的文胸制板方法的缺陷以及文胸合体性差，乃是本发明所要解决的技术问题，为此，本发明的目的在于提供一种基于女性胸部必要变量和曲面造型技术的批量定制文胸结构设计方法，用于提高文胸纸样设计的科学合理性和生产效率，满足度身定制和批量定制合体文胸的科学生产要求。
为实现上述目的，本发明是这样实现的一种基于曲面造型技术的批量定制文胸结构设计方法，具体步骤是1.采集青年女性胸部特征参数样本随机抽取年龄分布在18-35岁青年女生190人为研究对象，有效数据为184组，选取能反映女性胸部形态结构的32项测量项目和派生指标，加上身高、体重，共计34项为样本采集参数；2.用主成分分析法确定描述女性胸部的五个主要因子利用SPSS软件，对上述采集参数指标进行主成分分析和对初等因子载荷矩阵进行方差最大化正交旋转，提取出反映女性胸部特征的5个主要因子，即乳房丰度因子，胸围形态因子，乳房细部形态因子，乳房定位因子和躯干围度变化因子；3.用相关分析法确立批量定制文胸结构设计的人体必要参数通过对上述五个主要成分的参数项目分别进行皮尔逊相关分析，确立实现合体文胸批量定制的样板设计所需人体躯干必要参数项目，具体为胸围A2、下胸围A3、乳房横径B1、乳房垂直深度B2、胸高与下胸高差B3、乳房表面弧长B4、下奶杯长B5、乳房根围B6、胸围与下胸围差E1、下胸围与腰围差E2、胸腰差E3、下胸高与腰高差H9、乳点间距L1、乳根点间距L2、乳房根围间距L3、乳点到下胸围线的斜线距离L4、颈侧点到乳点间距L5、肩点到乳点间距L7和胸宽W1；4.建立适于文胸批量生产的人体躯干变量线性回归数学模型对上述必要变量的体形数据进行回归分析，获取适用于批量生产的文胸制板人体控制部位的线性回归数学模型，即用少量已知基本部位变量下胸围A3和胸差E1反映其它控制部位相关变量；5.基于曲面造型技术创建度身定制合体文胸结构设计设计女性T分割罩杯钢圈式文胸时，在人台上构造文胸曲面造型，运用曲面造型技术和三维与二维的转换方法和几何直接作图法，创建以胸部特征参数为自变量的文胸度身定制样板设计的步骤与公式。
上述在人台上实现的文胸度身定制结构设计根据真实人体参数实现；若利用人体躯干相关变量线性回归数学模型，文胸度身定制结构设计方法推广于批量定制和批量生产中；用T分割罩杯钢圈式文胸结构设计原理指导其它文胸款式结构设计。
本发明方法的技术特点是1.本发明方法基于女性个体胸形特征，由主成分分析、相关分析和回归分析法确立的胸形必要变量和数学模型为依据；以基于乳房特征参数获取文胸罩杯省量参数方法或三维虚拟胸形环境中个性化文胸罩杯省量的设计方法为基础；运用曲面造型技术和三维与二维的转换理论，用二维几何直接作图法创建了文胸批量定制样板设计的步骤与公式，建立了文胸样板参数与人体部位参数间的对应关系。
2.本发明以女性个体胸形必要变量为依据的文胸批量定制样板设计方法，区别于传统的反复试验和经验参数的方法，新方法的科学合理性解决了文胸合体性差的技术问题。
本发明方法的技术效果是
利用此方法，可以基于个性化三维表面胸部特征参数，用曲面造型技术和三维与二维转换理论所创建的文胸结构设计的步骤与公式，运用回归数学模型，真正实现个性化文胸批量定制样板设计理念，填补了个性化文胸结构设计理论空白，为快速实现文胸CAD样板设计与推档铺垫了良好基础。科学的设计方法提高了工作效率，降低了文胸制造成本，解决了文胸合体性差的纸样技术问题，满足了度身定制合体文胸的生产需求。
图1是女性胸部特征部位标注三视图；图2是文胸曲面造型在人台上的构造；图3是钢圈式文胸托台和后拉片的二维结构图；图4是T分割罩杯的二维结构图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明方法的原理和具体步骤如下一、采集青年女性胸部特征参数样本采用95％的置信度水平确定必要样本量为172，随机抽取年龄分布在18-35岁的在校青年女生190人为研究对象，剔除异常值6组后，有效数据为184组。其中20-25岁的有136人，占样本的73.4％，平均年龄为23.58。
选取能反映女性胸部形态结构的32项测量项目和派生指标，加上身高、体重，共计34项，为了获取乳房细部特征参数，采用马丁测量仪，具体测量内容、代号、方法与定义见表1与附图1。
表1 测量项目和派生指标定义与代号
二、主成分分析法确定描述女性胸部的主要因子上述人体躯干指标中，有关高度指标，只有与乳点相关距离的项目才真正涉及文胸样板设计，因而利用SPSS软件，可仅对其中的25个躯干指标进行主成分和相关分析，并对初等因子载荷矩阵进行方差最大化正交旋转，旋转后的因子载荷系数、大于1的特征根、贡献率见表2，很明显，经主成分分析后提取的5个因子能很好地覆盖原有测量信息，累积贡献率达77.970％。
表2 旋转后的因子载荷系数
Extraction MethodPrincipal Component Analysis.
Rotation MethodVarimax with Kaiser Normalization.
三、相关分析法确立批量定制文胸结构设计的躯干必要参数由表2可知，第一主成分(贡献率为24.637％)由L1、L5、L6、L7、L8、B2、B4、D1和E1九个项目构成，L1、L5、L6、L7和L8主要描述乳点在胸围线以上躯干的定位，B2、D1和E1表征乳房丰度因子。因L5颈侧点到乳点间距是乳点距躯干上端的起始位置为必测值，B2是刻划乳房丰度最直观的因子，也为必测值，从表3第一主成分各部位的皮尔逊相关系数可见，L6、L8与L5紧密相关，因此可不必测量，D1与B2紧密相关也可不测量，其它项目与L5、B2相关性不好需要测量，因此，第一主成分中决定文胸批量定制的人体必需参数有L1、L5、L7、B2、B4和E1。
表3 第一主成分皮尔逊相关系数
注相关系数≥0.8为二者紧密相关第二主成分(贡献率为21.064％)由A1、A2、A3、A4、W1和C1项目构成，主要描述围度和胸部扁圆特征，即是表征围度形态因子。因胸围A2是胸部最大围度，下胸围A3决定文胸下围尺寸，因此A2和A3为必测项目，由于A1、C1与A2紧密相关，A4与A3紧密相关(见表4)，则A1、C1和A4可不必测量，因此第二主成分中决定文胸批量定制的人体必测项目有A2、A3和W1。
表4 第二主成分皮尔逊相关系数
注相关系数≥0.8为二者紧密相关第三主成分(贡献率为18.570％)包含B1、B3、B5、B6、L3和L4项目，主要描述乳房正视、侧视细部形态，即表征乳房细部形态因子。因各部位相关关系不十分紧密(见表5)，但又是表征乳房细部形态的重要部位，因此以上项目均为第三主成分中决定的必要项目。
表5 第三主成分皮尔逊相关系数
注相关系数≥0.8为二者紧密相关第四主成分(贡献率为7.583％)仅有E2和E3项目构成，用于描述胸部和腰部围度的变化。因两部位相关关系不紧密(见表6)且变异系数也较大，因此均为第四主成分中决定的文胸制板必需参数。
表6 第四主成分皮尔逊相关系数
注相关系数≥0.8为二者紧密相关第五主成分(贡献率为6.115％)仅有L2和H9项目构成，用于描述下胸围至腰围段躯干乳房位置特征。因两部位相关关系不密切(见表7)，因此均为第五主成分中决定的文胸制板必需项目。
表7 第五主成分皮尔逊相关系数
*Correlation is significant at the 0.05level(2-tailed).
综上所述，决定女性胸部特征的因子主要有5个，即乳房丰度因子，胸围形态因子，乳房细部形态因子，乳房在躯干的定位因子和躯干围度变化因子。
由主成分和相关性分析所知，为实现文胸批量定制的结构设计所需人体躯干必要参数是A2、A3、B1、B2、B3、B4、B5、B6、E1、E2、E3、H9、L1、L2、L3、L4、L5、L7和W1，可见文胸结构设计参数不仅涉及乳房形态参数，而且与人体颈至腰节躯干段参数有关。
四、建立适于文胸批量生产的胸部相关变量线性回归数学模型由于人体体形各参数间存在着必然的内在联系，回归分析技术能解决因变量与自变量间的具体关系表达式，因此，为了提高生产效率，在确立了文胸制板所需躯干必要变量的基础上，可以通过对上述必要变量的体形数据进行回归分析，从而获取适用于批量生产的文胸制板人体控制部位的回归数学模型，即可以用少量已知变量(基本部位)来反映相关变量(控制部位)。
表8列出了文胸结构设计必要的躯干变量间的相关系数和相应显著水平，其中考虑使用传统文胸规格的下胸围A3和胸差E1作自变量来考察其它控制部位变量间的关系。通常，在大样本量下，规定显著水平α不大于0.05时，两变量的线性关系显著，所得线性回归方程有意义。
表8 文胸制板必要躯干变量间的相关系数和相应显著水平
**Correlation is significant at the 0.01level(2-tailed).
*Correlation is significant at the 0.05level(2-tailed).
从表8中清晰可见，变量L2和W1与E1的相关性并不显著，变量B5、E2、E3、L3、L4和H9与A3的相关性也不显著，其余变量与A3和E1线性相关显著，可用A3和E1为自变量作二元线性回归方程，变量L2和W1应以A3为自变量作一元线性回归方程，变量B5、E2、E3、L3、L4和H9应以E1为自变量作一元线性回归方程。同时，各变量间的相关关系也进一步验证了传统上选择变量A3和E1作为文胸号型即自变量的科学性。表9具体表达了文胸结构设计控制变量线性回归数学模型，其中A3和E1分别代表下胸围和胸差，数学模型还能用于文胸的推档设计。
表9 文胸结构设计控制变量线性回归数学模型
五、基于曲面造型技术创建度身定制合体文胸结构设计方法内衣市场的文胸款式相当丰富，其中钢丝底托式文胸因对乳房具有良好的承托、定型作用，深受人们喜爱，其结构也较复杂，一般由肩带、罩杯、钢圈、托台和后拉片所组成。下面以市场上普遍流行的T字分割罩杯钢圈式文胸为实例，首先在75B标准人台上构造文胸曲面造型如图2，运用曲面造型技术和三维与二维的转换理论，用二维几何直接作图法，创建了以胸部特征参数为自变量的文胸度身定制样板设计方法，建立了文胸样板参数与人体部位参数间的对应关系，具体步骤、方法和所依据的创建公式详见表11、12，相对应的二维结构图见图3、4，其中75B标准人台的胸部必要已知参数如表10。
上述在人台上实现的文胸度身定制结构设计方法，同样可以根据真实人体参数实现；若利用表9人体躯干相关变量线性回归数学模型，文胸度身定制结构设计方法可推广于批量定制和批量生产中；T分割罩杯钢圈式文胸结构设计原理也能指导其它文胸款式的结构设计。
表10 75B标准人台胸部已知参数
表10中的φ为罩杯总省量，是根据75B标准人台的胸部已知参数依据个性化文胸罩杯省量设计的专利方法获取(中国发明专利200610025718.1，一种基于乳房特征参数获取文胸罩杯省量参数的方法；中国发明专利200610116670.5，三维虚拟胸形环境中个性化文胸罩杯省量的设计方法)。
表11 钢圈式文胸托台和后拉片的直接制图法
表12 T分割罩杯的直接制图法 表11、12中，公式(1)依据了乳房根围间距L3确定文胸心位结构；公式(2)-(4)是在视下胸围至腰围躯干段为倒圆台的三维几何条件下，同时依据了立体平衡原理，将三维躯干展开成对应的二维几何图形而首创的确定文胸托台和后拉片的倾斜度∠J、控制整个文胸下围的围度「3-5」和控制文胸经过乳根的下胸围围度「1-8」的三个公式。其中标准钩扣宽＝3cm；如果面料无弹性，式中的A3为下胸围量；如果弹性面料，式中的A3为成品下胸围，即下胸围减面料拉伸量；本例后拉片为弹性面料，A3取成品下胸围为62cm；公式(5)-(6)用于确定侧缝位置和方位，侧缝居中或略偏前和稍倾斜，则受力和支撑胸部的功能更好；公式(7)的建立运用了基于曲面造型技术的个性化文胸罩杯省量设计的专利方法获取罩杯总省量φ，并视乳房内侧与腋侧两边近似对称稍聚向中心。
T分割罩杯钢圈式文胸在75B人台上的实现，其纸样依据二维结构图3和图4；用上述结构设计方法使T分割罩杯钢圈式文胸在75C等个性化人体上均可以实现。实例验证，以人为本基于曲面造型技术的个性化文胸结构设计方法能获得合体性良好的文胸产品，本发明同时建立了文胸样板参数与人体部位参数间的对应关系，首创的确定文胸托台和后拉片倾度等公式填补了文胸结构设计理论空白。
权利要求
1.一种基于曲面造型技术的批量定制文胸结构设计方法，其特征在于，具体步骤是(1)采集青年女性胸部特征参数样本随机抽取年龄分布在18-35岁青年女生190人为研究对象，有效数据为184组，选取能反映女性胸部形态结构的32项测量项目和派生指标，加上身高、体重，共计34项为样本采集参数；(2)用主成分分析法确定描述女性胸部的五个主要因子利用SPSS软件，对上述采集参数指标进行主成分分析和对初等因子载荷矩阵进行方差最大化正交旋转，提取出反映女性胸部特征的5个主要因子，即乳房丰度因子，胸围形态因子，乳房细部形态因子，乳房定位因子和躯干围度变化因子；(3)用相关分析法确立批量定制文胸结构设计的人体必要参数通过对上述五个主要成分的参数项目分别进行皮尔逊相关分析，确立实现合体文胸批量定制的样板设计所需人体躯干必要参数项目，具体为胸围A2、下胸围A3、乳房横径B4、乳房垂直深度B2、胸高与下胸高差B3、乳房表面弧长B4、下奶杯长B5、乳房根围B6、胸围与下胸围差E4、下胸围与腰围差E2、胸腰差E3、下胸高与腰高差H9、乳点间距L4、乳根点间距L2、乳房根围间距L3、乳点到下胸围线的斜线距离L4、颈侧点到乳点间距L5、肩点到乳点间距L7和胸宽W4；(4)建立适于文胸批量生产的人体躯干变量线性回归数学模型对上述必要变量的体形数据进行回归分析，获取适用于批量生产的文胸制板人体控制部位的线性回归数学模型，即用少量已知基本部位变量下胸围A3和胸差E4反映其它控制部位相关变量；(5)基于曲面造型技术创建度身定制合体文胸结构设计设计女性T分割罩杯钢圈式文胸时，在人台上构造文胸曲面造型，运用曲面造型技术和三维与二维的转换方法和几何直接作图法，创建以胸部特征参数为自变量的文胸度身定制样板设计的步骤与公式。
2.根据权利要求1所述的基于曲面造型技术的批量定制文胸结构设计方法，其特征在于，所述在人台上实现的文胸度身定制结构设计根据真实人体参数实现，利用人体躯干相关变量线性回归数学模型，文胸度身定制结构设计方法推广于批量定制和批量生产中；用T分割罩杯钢圈式文胸结构设计原理指导其它文胸款式结构设计。
全文摘要
本发明涉及一种基于曲面造型技术的批量定制文胸结构设计方法，具体步骤是1.采集青年女性胸部特征参数样本；2.用主成分分析法确定描述女性胸部的五个主要因子；3.用相关分析法确立批量定制文胸结构设计的人体必要参数；4.建立适于文胸批量生产的人体躯干变量线性回归数学模型；5.基于曲面造型技术创建度身定制合体文胸结构设计。该方法的有益效果是实现个性化文胸批量定制样板设计理念，填补了个性化文胸结构设计理论空白，该方法提高了工作效率，降低了文胸制造成本，解决了文胸合体性差的纸样技术问题，满足了度身定制合体文胸的生产需求。
文档编号A41C5/00GK101036534SQ200710039460
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者王建萍, 张渭源 申请人:东华大学