田丙强， 徐增波， 胡守忠

(1. 上海工程技术大学 服装学院，上海 201620； 2. 上海市服装创意设计与数字化专业技术服务平台，上海 201620)

随着服装电子商务及O2O(Online to Offline)电商平台的发展，网购服装已成为日常消费一部分，但消费者线上渠道进行服装选购，无法对服装的尺码、款式及合体性等进行着装试穿体验，导致消费者线上购买服装产生的退换货问题日趋严重。尽管服装行业采用服装型号来建立服装版型与人体体型之间的对应关系，但是，成衣规格不等同于具体的人体尺寸。由于人体体形的多样性和人体表面的复杂性，很难在已有成衣规格尺寸中找到“度身定做”效果的服装[1-2]，线上渠道购买服装的人体穿着合体性评估成为服装电子商务发展中亟待解决的问题。

服装试穿效果合体性主要通过视觉和触觉来感知，服装合体性评估关系到人体和服装是否满足一系列要求[3]。目前，服装的着装合体性评估研究方法主要分为主观评价方法和客观评价方法。主观评价是通过让被测试者穿上衣服，选择相应的人体部位作为服装合体性的评级因素，通过自己的主观感受或经过培训的观察者进行评价，对服装合体性意见采用chi-square、模糊数学、层次分析等统计方法，得到各服装型号对于不同体型人群的综合合体性[4-5]。由于评价过程中不可避免存在人为因素的影响，评价结果具有不确定性。客观评价法主要通过三维扫描仪等设备进行人体扫描，得到用户的人体详细数据，采用图像处理、数学建模、压力点检测等客观方法，定量分析评价服装合体性[6-7]。虽然客观定量评价更为可信，但需要去指定的地点进行人体尺寸的三维扫描，获取方式给消费者带来了不便，使用起来较为困难，且设备较昂贵[2，8]。主观方法只考虑个人主观感受，客观方法只关注人体的详细数据，两种方法都无法兼顾人体主观感受和客观人体数据，存在一定局限性。

针对上述问题，本文提出利用CLO3D虚拟试衣技术对人体着装合体性进行评估，依据人体着装与未着装两种状态下的松量量化问题研究，构建着装合体性评估方法，通过所研究人体参数、服装参数及压力值范围来得出合理的合体性评估结果。首先，借助CLO3D虚拟试衣技术，以女式衬衫为研究对象，研究着装状态下，女式衬衫对人体关键部位的压力点值，提取压力参数，建立压力参数与主观合体性数学关系。其次，运用BP神经网络建立合体性评估模型，最终实现着装合体性评估。

本文提出的基于CLO3D虚拟试衣技术的着装合体性评估方法的优点在于运用先进的虚拟试衣技术，包括打版、面料选择、个性化人模编辑、虚拟缝合、虚拟松量及压力计算等过程，构建着装合体性客观评估模型，操作简单，具有一定的应用推广性。

1 研究准备

1.1 格柏制版

利用格柏服装CAD系统进行女式衬衫的样版制作：根据设定的服装参数，进行女式衬衫的制版和放缝，将放缝好的衣身前片、后片、领底、领座、袖片、袖口等分别保存成dxf格式导出。然后利用格柏服装CAD系统将设计的8件女式衬衫打版，服装参数如表1所示。

表1 女性衬衫服装参数表(单位：厘米)

1.2 CLO3D技术将虚拟人体与服装拟合

采集适量着装状态关键部位压力值，并进行合体性主观评估[9]，在这里将虚拟人模设置为12种体型，女性体型及部位参数如表2所示。将人模身上关键部位的提取点设置为背面的颈椎点、肩围线上侧面左右2点、手臂上肢侧面左右2点、胸围线上正面左右2点、腰围线上正面左右2点，共9个点，包含了人体的正面、侧面和背面。

表2 女性体型及部位参数表(单位：厘米)

2 CLO3D技术合体度压力范围

2.1 着装压力显示步骤

在人体模特编辑器中，输入设定的值，调整虚拟人模的各部位尺寸，这里以155 cm标准体型为例。

第一步，选择在格柏服装CAD系统中制作的第一件女式衬衫155/84A的样版，将样版中的衣身前片、后片、袖片、领底等分别导入，按基准线展开后片，前片复制、粘贴、水平旋转，袖片复制、粘贴、水平旋转等，得到完整的二维版片。

第二步，将制作的二维版片，根据人体投影图将样片的前后片、袖片、领片等放置在适当位置。使用虚拟缝纫工具进行虚拟缝合，然后执行“同步化”命令，完整的衣片便穿在3D 模特窗口的人体上，实现了版片由二维到三维的转变过程，如图1所示。

(a) 二维服装版片

(b) 虚拟缝合图

(c) 三维成衣图

第三步，完成虚拟缝合后，在进行试穿拟合时，会出现不平整的地方，需进行服帖度整理，调整完之后得到较为平整的衣服。人体着装试穿拟合前后状态如图2所示。

(a) 调整前

(b) 调整后

第四步，给衬衫添加面料信息，设置颜色，并将布料设置为棉布。虚拟试衣效果如图3所示。

图3 CLO3D虚拟试衣效果图Fig.3 Effect map of CLO3D virtual fitting

第五步，打开主菜单上的压力测试工具，服装人体着装的舒适性用压力分布及接触点分布来呈现。压力分布可反映人体着装时服装的受力程度，用颜色表示，红色面积越大表明面料拉伸强度越强，服装压迫感越强。调试服装的松量后显示红色面积变小，绿色面积变大，代表面料拉伸度变弱，服装压迫感变弱，所设计的服装接触点分布范围小且平均分布，反映了该服装不会对人体造成束缚感。(注：红色对应图像中灰度较亮区域、绿色对应图像中亮度较暗区域，下同)。

在第一次试验中，选择155/84A的衬衫样版适用于人体体型为155 cm标准体型。依据该合身体型，从人体着装不同角度各部位压力图(如图4所示)中可以看出，在胸围、肩膀和颈椎部分的面积颜色呈现浅红，其余部分呈现绿色，表明该服装在人体穿着中的视觉效果及着装方面非常合体。

(a) 正面

(b) 背面

(c) 侧面

Fig.4Differentpartsofthepressureofwearingclothes

2.2 关键部位压力参数提取

在得到人体着装压力分布图后，要进行关键部位的压力参数提取。将需要提取压力值的部位定位为肩围线上正面左右2点、侧面2点、背面左右2点；胸围线上正面左右2点、侧面2点、背面左右2点；腰围线上正面左右2点、侧面2点、背面左右2点；腹围线上正面左右2点、侧面2点、背面左右2点；背面的颈椎点以及左右2点；手臂上肢正面左右2点、侧面两点、背面左右2点。

当确定了要提取压力参数的部位后，开始对每一个部位进行压力提取，压力参数如表3所示。

表3 压力参数表(单位：cN/cm2)

155 cm标准体型下的压力参数提取完之后，保持衬衫版片不变，依据12种人体体型改变尺寸，让该衬衫分别与剩下的体型进行虚拟试衣，并提取每种体型下的压力参数，记录试验数据。这样得到女式衬衫版型为155/84A下的12组试验数据。

为了更好地评价衬衫的合体性，将合体等级分为5个等级，并分别给出评分，其中，合体为5分，较为合体为4分，一般合体为3分，较为不合体为2分，不合体为1分。在每个等级后给出女式衬衫各部位压力值范围，如表4～8所示。

表4 合体的女式衬衫各部位压力值范围表(单位：cN/cm2)Table 4 The range of different parts of women’s shirts pressure for fit(unit： cN/cm2)

表5 较为合体女式衬衫各部位压力值范围表(单位：cN/cm2)Table 5 The range of different parts of women’s shirts pressure for not very fit(unit： cN/cm2)

表6 一般合体女式衬衫各部位压力值范围表(单位：cN/cm2)Table 6 The range of different parts of women’s shirts pressure for general fit(unit： cN/cm2)

表7 较为不合体女式衬衫各部位压力值范围表(单位：cN/cm2)

表8 不合体女式衬衫各部位压力值范围表(单位：cN/cm2)

3 BP神经网络模型建立

3.1 模型建立过程

本文采用Matlab神经网络工具箱中的3层BP神经网络实现，其输入层节点数为9，对应表4～8中9个压力分布值，中间层节点数为10，输出层节点数为1，对应表4～8中5分制合体评估值。该神经网络训练样本数为96，涵盖各组压力测试分布，其输出为主观合体性评估值。在神经网络训练误差直方图(如图5所示)中可以看出，训练后的网络误差的大小主要集中在-0.358 4～0.390 3，说明试验数据的差异性不大。

图5 神经网络训练误差直方图Fig.5 Training error histogram of neural network

线性回归分析结果如图6所示。由图6可知，训练样本的输出结果与目标值间线性拟合方程为y=0.95x+0.17，相关系数R=0.99。

当R>0.80时，说明此函数中的两个变量之间存在相关关系，并且相关度较高。

(a) 训练样本

(b) 验证样本

(c) 测试样本

(d) 总体样本

3.2 BP神经网络

为验证该模型合体性评估是否合理，试验过程中选择2名身高170 cm左右的女性样本，其中一名体型适中，另一名体型偏胖，分别试穿2件衬衫，该2件衬衫型号分别为165/90A、 170/94A。利用压力试验仪器测量2件衬衫对170 cm体型适中的女性样本的关键部位压力，选择的身体部位和上述试验的部位一致，所得数据为身高170 cm体型适中的女性样本身穿165/90A、 170/94A型号的女式衬衫(见表9)。

输入x1=

[38.43 48.84 47.34 15.30 15.88

85.34 84.22 34.34 35.94 32.02

41.03 40.18 10.32 10.15 68.94

68.12 28.15 29.43]

得到y1=[3 5]

该方法可判断出该女性试穿165/90A的衣服为一般合体，穿170/94A的衣服为合体，表明该方法可较好地评判服装试穿效果，判断服装是否合体。

表9 170 cm体型适中的女性的关键部位压力

4 结 语

本文基于CLO3D虚拟试衣技术的着装合体性客观评估，将女式衬衫对人体关键部位压力值与服装合体性评估相结合，对各部位的压力值范围归纳总结，得出着装合体、较为合体、一般、较为不合体、不合体5个服装合体性等级。但是只通过压力值来评估女式衬衫的合体性不免有些繁琐，后续研究中可以通过女式衬衫对人体关键部位压力值与服装合体性评之间的对应关系，来研究服装参数与人体体型参数与合体性之间的对应关系，直接给出服装型号对个性体型的合体度。同时后续研究还可以考虑从服装型号参数与人体体型参数入手，增强该研究设计的科学性以及实用性，即通过大量的试验，测得服装对人体关键部位的压力数据，建立服装型号参数和人体体型参数，将两者结合来评估服装的合体性。