Исследований группы индивидуальных фигур с применением системы САПР СТАПРИМ

Изготовление высококачественных предметов одежды определяющая задача конструирования как составляющей процесса проектирования в швейной промышленности.

Наибольшее распространение в массовом и мелкосерийном производствах одежды получили (приближенные) расчетно-графические методы конструирования в силу простоты расчетов и графических построений. В расчетах этих методиках используются высотные и дуговые размерные признаки, которые определяют длину участка тела, но не устанавливают взаимосвязь между отдельными участками тела, например, при одном значении размерного признака ширина спины возможны несколько вариантов: узкая спина с выступающими лопатками и широкая выпрямленная спина. Таким образом, несмотря на удобство применения и широкое распространение данных методик конструирования, ни одна из них, не дает однозначно удовлетворительного результата, одной из причин этого являются исходные данные для проектирования одежды.

Опираясь на многочисленные работы [3, 4, 6], посвященные изучению в области антропологии и конструировании, нельзя однозначно заключить, что установлена взаимосвязь между антропологическими данными тела человека и полученной разверткой.

Важнейшим параметром, который необходимо учитывать, при определении формы проектируемой одежды — осанка человека, под ней понимают конфигурацию тела человека при естественном вертикальном положении, которая характеризуется различными изгибами позвоночника в области шеи и талии, положением рук относительно тела и высотой плеч. [3]

Основные размерные признаки, согласно размерной типологии [1],определяющие положение позвоночника Т74 — положение корпуса (Пк) — измеряют по горизонтали от шейной точки до вертикальной плоскости, касающейся наиболее выступающих назад точек лопаток, Т78 — глубина талии первая (Гт1) — измеряют по горизонтали расстояние от вертикальной плоскости, касательной к выступающим точкам лопаток, до линейки, приложенной горизонтально к продольным мышцам спины па уровне талии, Т72 — глубина талии вторая (Гт2) — измеряют по горизонтали расстояние от вертикальной плоскости, касательной к выступающим точкам ягодиц, до линейки, приложенной горизонтально к продольным мышцам спины па уровне талии.

В массовом производстве одежды классификационным параметром осанки фигуры является Пк, на основании которого выделяют три типа осанки: нормальная, сутулая и перегибистая (рис. 1). Также тип осанки характеризуется вторым параметром, определяющим наклон плечевых скатов — высоту плеч (Вп), в зависимости от значений которого осанка подразделяется на: низкоплечую, нормальную и высокоплечую. [5]

В большинстве расчетно — графических методиках [2, 3] проекционные размерные признаки не только не снимаются, но и не учитываются, так как швейная промышленность массового производства проектирует одежду только для типовых фигур с нормальной осанкой и существующие методы и приемы конструирования в основном и сориентированы на такие фигуры. В методиках, посвященных изготовлению одежды по индивидуальным заказам, учет этих мерок происходит опосредованно от предварительного расчета и измеренных данных, изменения чертежа происходит на основе опыта конструктора и существующим стандартным коэффициентам в рекомендациях этих работ [4,5].

Известны попытки учета особенностей осанки тела человека, в книге Фиш Р. П. «Конструирование мужской одежды на фигуры с отклонениями» [8] изложен метод использования размерного признака Пк при проектировании верхней мужской одежды. При этом по–прежнему, остается не ясным механизм учета этих размеров в процессе проектирования одежды и в целом применение проекционных размерных признаков не имеет своих аналогов.

Обобщая вышесказанное, появляется актуальная задача гармоничного внедрения проекционных измерений в процесс конструирования. Измерение и выборочный учет этих размеров позволит создать более точную развертку одежды, которая будет не только соответствовать численным данным размеров тела человека, но и будет являться аппроксимацией его поверхности. Существует множество проекционных размерных признаков, характеризующих как осанку, так и пространственную форму и размеры человека, но представляющими наибольший интерес для изучения являются параметры осанки, так как это важный фактор, влияющий на качество посадки.

Таким образом, для решения этой задачи необходимо выявить механизм взаимосвязи параметров осанки и получаемым чертежом конструкции. Получение численных зависимостей параметров осанки их прямой или опосредованный перенос в конструкцию путем пересчета по полученным математическим зависимостям — цель проводимых исследований. Первым этапом в исследованиях будет являться получение данных о параметрах осанки, а затем поэтапные аналитические сравнения и экспериментальные подтверждения гипотетических зависимостей.

Для анализа взаимосвязи этих размеров и получения численных значений торса фигуры использовалась система САПР СТАПРИМ с модулем Фотообмер [9] (рис. 1).

Рис. 1. Схема процесса исследования

Для измерения параметров осанки был выбран бесконтактный метод исследования комплексом СТАПРИМ. Фотографирование человека велось в технологических условиях, изложенных в «Инструкция обмера фигуры человека» [9], согласно которым были установлены основные позиционные точки с выдерживанием требуемых расстояний для проведения фотообмера: специальная платформа с разметкой для установки человека, цифровой фотоаппарат на стойке, вертикальная линейка. Также непосредственно перед фотографированием человека были сняты ведущие размерные признаки — рост, обхват груди (третий), обхват бедер с учетом выступа живота и дополнительный — обхват талии, в таблице приведены численные значения измеренных параметров выборки из группы (табл. 1).

Таблица 1

Размерные признаки выборки исследуемой группы (фрагмент)

На основе проведенного фотографирования группы из 30 человек женского пола были получены фотографии фигур в 3 позициях: вид спереди, сбоку, сзади. На первом этапе цифровые изображения группы исследуемых были импортированы в программу САПР AutoCad и в специальный модуль программы СТАПРИМ — ФОТОБМЕР для дальнейшей обработки — калибровка, натягивания сетки — каркаса манекена (рис. 2). После этого каркасов манекенов были перенесены непосредственно в программу СТАПРИМ, где была произведена визуализация фигур в виде линейных каркасов на экране монитора. На рисунке 3представлен3d манекен в двух видах одного из группы исследуемых и его развертка.

Рис. 2. 3d-манекен и его развертка из 4 деталей

Виртуальным моделям силуэта стана были заданы нулевые прибавки на свободу облегания для более точного исследования поверхности тела человека и получены развертки деталей стана из четырех деталей, которые были перенесены в программу AutoCad.

В программе AutoCad обработка первоначальных цифровых изображений и разверток торсов манекенов содержала в себе этапы: масштабирование, обводка абриса, измерение глубин изгибов позвоночника. На рисунке 3 показано цифровое изображение фигуры с наложенным на него абрисом, проведены горизонтали, отмечающие основные урони выступов и прогибов позвоночника.

Погрешностью данных, получаемых в результате промера фотографий, можно пренебречь, в силу соответствия условий проведения эксперимента технологии фотообмера. Получение данных проекционных размерных признаков с цифрового изображения в сравнении с классическими методами измерения [1] наиболее удобно при изготовлении одежды по индивидуальным заказам, так как, в частности, это сокращает время работы с заказчиком, а также позволяет более четко увидеть картину изгибов в целом. При проверке точности результатов погрешность сравнения между данными не превышала 5 мм.

В программе СТАПРИМ проекционные измерения положения позвоночника задаются в мм и обозначаются следующим образом:

а18 — положение корпуса;

а21 — глубина талии первая;

а22 — глубина талии вторая.

Модуль фотообмера позволяет автоматически получить количественные значения проекционных размерных признаков, традиционно характеризующих осанку фигуры в соответствии с изгибами позвоночника.

Рис. 3. Измерения параметров по фотографии

ЛШТ – линия через шейную точку;

ЛЛ – линия через выступающую точку лопаток;

ЛТ – линия талии;

ЛБ – линия бедер;

Пк – положение корпуса;

Гт1 – глубина талии 1;

Гт2 – глубина талии 2.

После построения манекенов по индивидуальным фигурам был проведен контроль сохранения правильности осанки по параметрам а18, а21, а22 и выявлено расхождение численных значений, данные по манекенам меньше чем реальные, интервал расхождения колеблется от 6,37 до 19,14 мм, т. е. погрешность находиться в интервале 5,0÷20,0 мм (табл. 2).

Таблица 2

Выборка данных параметров изгибов позвоночника

а18			а21			а22
CAD	СТАПРИМ	|D|	CAD	СТАПРИМ	|D|	CAD	СТАПРИМ	|D|
001	70,89	63	7,89	93,58	89	4,58	82,41	75	7,41
002	78,61	63,31	15,3	92,26	76,39	15,87	79,06	68,04	11,02
003	98,11	79,39	18,72	59,13	46,24	12,89	86,49	73,84	12,65
004	74,48	60,99	13,49	55,16	45,79	9,37	46,27	39,90	6,37
…
027	68,63	54,8	13,83	54,45	43,7	10,75	86,56	73,6	12,96
028	65,67	51,2	14,47	60,72	51,6	9,12	94,24	75,1	19,14
029	57,08	46,78	10,3	79,9	67,48	12,42	62,2	52,34	9,86
030	83,65	68,52	15,13	49,69	38,53	11,16	108,61	91,49	17,12

Тенденцию уменьшения прогибов полученных по виртуальным манекенам можно объяснить тем, что система СТАПРИМ не до конца точно улавливает изменения осанки тела человека, так как при изменении осанки меняется и центр тяжести фигуры. Такое несоответствие также можно увидеть при сравнении сагиттальных абрисов фигур из выборки и полученных по их данным манекенов (рис. 4).

Рис. 4. Конфигурации рельефов

Таким образом, для получения оптимальной развертки тела человека модно предположить использование программы СТАПРИМ на первом этапе получения чертежа, для дальнейшей его трансформации путем поворота относительно некоторого центра на величину, которую необходимо определить.

Для фигур исследуемой группы были подобраны типовые фигуры из ОСТ 17–326–81 [1], и в программе СТАПРИМ построены развертки на эти фигуры, в таблице 3 представлены выборка размеров фигур индивидуальных и типовых близких к ним, размер задан ведущими размерными признаками: рост — обхват груди третий — /обхват талии/ — обхват бедер с учетом выступа живота.

Таблица 3

Исследуемые пары фигур

№	размер	№ типовой	Типовой размер
0011	166–87,1-/62,4/-96	0011т	170–88-/66,4/-96
0021	160–93-/71,4/-95,4	0021т	158–92-/69,8/-96
0031	164–90-/69/-104,6	0031т	164–92-/71,8/-100
0041	165–90,6-/72,8/-94,6	0041т	164–92-/69,8/-96
…
0027	162–88-/66/-95	0027т	158–88-/68,8/-96
0028	169–89-/65/-94	0028т	170–88-/66,4/-96
0029	164–95-/72/-95	0029	164–96-/74/-100
0030	164–96-/72/-100	0030	164–96-/74/-100

Полученные пары были проанализированы путем сравнения параметров величин осанки, в таблицах 4, 5 представлены некоторые значения параметров из сравниваемых пар. В исследуемой группе у всех индивидуальных фигур прогибы позвоночника более ярко выражены по сравнению с аналогичными типовыми.

Таблица 4

Параметры осанки

размер		а18		а21		а22
0011	0028	0011	0028	0011	0028	0028	0028
166–87,1-/62,4/-96	169–89-/65/-94	63	51,2	89	51,6	75	75,1
0011т	170–88-/66,4/-96		45		50		53
|D|	18	6,2	39	1,6	22	22,1

Таблица 5

Параметры осанки

размер	а18	а21	а22
0027
162–88-/66/-95	54,8	43,7	73,6
0027т	158–88-/68,8/-96	45	50	53
|D|	9,8	6,3	20,6

Сравнение полученных разверток в целом затруднено различием поверхности тела типовой и индивидуальной фигур, поэтому для выведения общих зависимостей анализ полученных разверток логично вести по конструктивным поясам.

Особенностью получения разверток в программе СТАПРИМ является вертикальный средний шов спинки, поэтому все отклонения от осанки от типовой учитываются в формообразующих растворах в рельефах и перераспределении ширины деталей. Сравнивая полученные развертки оболочек манекенов индивидуальных фигур — исследуемой группы с типовыми, наиболее близкими к их размерам, динамика разницы положения корпуса выявляется при наложении чертежей и анализе изгибов контуров срезов и совпадении и несовпадении конструктивных линий, по которым можно судить об особенностях телосложения и осанки нетиповой фигуры. На рисунках 5, 6, 7 представлены развертки фигур (а) и цифровые изображения вида сбоку (б), где 6: 0011т — 0011, 7: 0027т — 0027, 8: 0011т — 0028.

Представленные пары по параметру высота плеч относятся к нормальному типу осанки, за исключением фигуры под номером 0061 — низкоплечая. Аналог размерного признака высота плеч Вп (в программе СТАПРИМ — а4), измеряется по вертикали между точкой основания шеи и плечевой (табл. 6).

Таблица 6

Параметр осанки Вп (а4)

По полученным схемам можно судить о динамике основных конструктивных срезов деталей в зависимости от параметров осанки, наиболее четко она прослеживается на рисунке 6а: сравниваемые фигуры близки по значениям ведущих размерных признаков, по положению плеч. Однако индивидуальная фигура — 0011, аналог типовой — 0011т, имеет более выраженные прогибы позвоночника, что проявляется в смещении рельефов, бокового шва в сторону переда. Также заметно увеличение раствора вытачки на выпуклость лопаток и увеличение раствора вытачки на выпуклость груди, которая согласно Рахманову [7], зависит не только от объема груди, но и от положения плеч.

Таким образом, технологические возможности системы СТАПРИМ позволяют определить зависимость изменения отдельных конструктивных параметров и формообразующих разрезов деталей от параметров осанки индивидуальных фигур, а также перейти к разработке и алгоритма поэтапного изменения чертежей в системах, использующих 2D технологию конструирования одежды.

                                     

а                                                                                           б

Рис. 5. Фигура 0011 и типовая фигура 0011т

                                     

а                                                                                             б

Рис. 6. Фигура 0027 и типовая фигура 0027т

                                      

а                                                                                             б

Рис. 7. Фигура 0028 и типовая фигура 0028т

Литература:

1.         ОСТ 17–326–81.Изделия швейные, трикотажные, меховые. Типовые фигуры женщин. Размерные признаки для проектирования одежды. — М.: ЦНИИТЭИлегпром — 1981г.

2.         Амирова Э. К. и др. Конструирование одежды: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования: Учеб.пособие для нач. проф. образования / Э. К.Амирова, О. В.Сакулина, Б. С. Сакулин, А. Т. Труханова. — 2-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 496 с.

3.         Коблякова Е. Б. Конструирование одежды с элементами САПР; под ред. доктора технических наук, профессора Е. Б. Кобляковой — 4-е издание, переработанное и дополненное — М.: Легпроиздат, 1988. — 463 с.

4.         Куренова С. В., Савельева Н. Ю. Конструирование одежды Учебное пособие/ С.В., Куренова, Н.Ю., Савельева — Ростов н Д: Феникс, 2003. — 480 с. — (Серия ««Учебники, учебные пособия»).

5.         Рогов П. И., Конопальцева Н. М. Конструирование женской одежды для индивидуального потребителя: учебн. пособие для студ. средних учебн. заведений/ П.И., Рогов, Н.М., Конопальцева. — М. Издательский центр «Академия», 2004. — 400 с.

6.         Основы конструирования одежды: учебник/ Коблякова, Е. Б, Савостицкий, А. В., Ивлева, Г. С., и др. — 3-е.изд., перераб. и доп.; под общ. ред. Е. Б. Кобляковой.— М.: Легкая индустрия, 1980.— 448 с, ил.

7.         Рахманов, Н. А. Конструктивные дефекты одежды и способы их устранения/ Стаханова СИ. — М.: Легкая индустрия, 1979 г.

8.         Фиш Р. П. Конструирование мужской одежды на фигуры с отклонениями/ Р.П., Фиш. — М.: Легкая индустрия. — 1971. — 144 с.

9.         Раздомахин Н. Н. «Инструкция обмера фигуры человека» — СПБ. — 2006г.