三維人體掃描在服裝中的應(yīng)用分解課件

1、袁浩 蔣靜怡 歐陽雪蕾三維人體掃描在服裝中的應(yīng)用Application of 3D body scanning in the clothing第1頁，共26頁。三維人體掃描第2頁，共26頁。 21世紀(jì)，服裝行業(yè)中，服裝生產(chǎn)自動化、市場快速反應(yīng)是競爭的焦點。發(fā)展電子商務(wù)是服裝企業(yè)在21世紀(jì)挑戰(zhàn)自我發(fā)展空間的重要標(biāo)志和手段。如何在短時間內(nèi)根據(jù)終端客戶或客戶群本身的特征生產(chǎn)、銷售令客戶滿意、合體舒適性高的服裝是提高行業(yè)競爭力，企業(yè)創(chuàng)收盈利的重要途徑。前 言第3頁，共26頁。 有關(guān)研究顯示，雖然市場上服裝的品牌眾多，款式紛呈，但在服裝的合體程度上卻不盡如人意：據(jù)Zitex&Store-online數(shù)據(jù)

2、顯示，消費者中77.9%的消費者要求服裝合身，39.1%的消費者要求服裝質(zhì)量，37.1%的消費者要求服裝有個性。由于服裝不合身，在首次銷售嘗試時有47.7%的服裝不合身，造成實際銷售量比預(yù)計低了16.65%，在德國，由于這一因素，造成每年97億歐元的損失，同樣，在美國，造成280億美元的損失。服裝的合體性差對消費者而言，會造成一定的不舒適感，嚴(yán)重的會影響正常的工作和鍛煉。（如對女性而言，穿著不合體的文胸，運動時會造成乳房韌帶拉傷、乳頭摩擦受損等傷害。）非接觸式三維人體測量儀的出現(xiàn)大大改善了服裝行業(yè)的服裝和體型問題，使得服裝的量身定制，個性化生產(chǎn)成為現(xiàn)實。案 例第4頁，共26頁。 進(jìn)入新世紀(jì)后，

3、我國服裝產(chǎn)業(yè)取得了長足的發(fā)展，成為目前世界上服裝加工輸出的強國。為了使我國的服裝產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持加工輸出強國的優(yōu)勢地位，同時使服裝企業(yè)的設(shè)計能力和品牌價值獲得進(jìn)一步發(fā)展和壯大，我國的服裝企業(yè)和相關(guān)的服裝院校都積極引進(jìn)、消化、吸收、應(yīng)用當(dāng)前國外的先進(jìn)服裝生產(chǎn)技術(shù)。其中三維人體掃描技術(shù)、MTM（量身定制）、FMS（柔性加工系統(tǒng)）、QR（快速反應(yīng)）等都是新近最熱門的生產(chǎn)技術(shù)方法和手段。這些技術(shù)以及服裝生產(chǎn)智能管理技術(shù)相結(jié)合能在短時間內(nèi)根據(jù)終端客戶群本身的特征生產(chǎn)、銷售令客戶滿意、合體舒適性好的服裝。三維人體掃描QR我國服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展第5頁，共26頁。 非接觸式三維人體掃描技術(shù)（interactive 3

4、D whole body scanner technology)應(yīng)用光敏設(shè)備捕捉設(shè)備投射到人體表面的光（激光、白光及紅外線）在人體上形成的圖像，描述人體三維特征。此類系統(tǒng)具有掃描時間短，精確度高、測量部位多等多種優(yōu)于傳統(tǒng)測量及時和工具的特點。例如美國的TC2通過對人體4.5萬個點的掃描，迅速獲得人體的80多個數(shù)據(jù)，可以全面精確地反映人體體型情況。目前，人體掃描儀廣泛運用于人體測量學(xué)研究、服裝工業(yè)（MTM量身定制系統(tǒng)、虛擬試衣）、娛樂業(yè)（電影特技）、計算機動畫和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。國際上常用的人體掃描儀和具體性能比較參見第6頁，共26頁。 國際上常用的人體掃描儀有Telmat的SYMCAD、 Turbo

5、 Flash/3D、TC2-3T6、TechMath-RAMSIS、Cyberware-WB4、Vitronic-Vitus等。三維非接觸式掃描系統(tǒng)具有掃描時間短，精確度高、測量部位多等多種優(yōu)于傳統(tǒng)測量技術(shù)和工具的特點，如德國的TechMath掃描儀在20秒內(nèi)完成掃描過程，可捕捉人體的80，000個數(shù)據(jù)點，獲得人體相關(guān)的85個部位尺寸值，精確度為0.2mm；美國的TC2 通過對人體4.5萬個點的掃描，迅速獲得人體的80多個數(shù)據(jù)，可以全面精確地反映人體體型情況。英國的TuringC3D系統(tǒng)還可以捕捉表面的材質(zhì)，對物體表面的色彩質(zhì)地進(jìn)行描述，在研究有標(biāo)識的物體時非常有用。掃描輸出的數(shù)據(jù)可直接用于服

6、裝設(shè)計軟件，對人體進(jìn)行量身定制。目前，人體掃描儀廣泛應(yīng)用于：人體測量學(xué)研究、服裝工業(yè)（MTM量身定制系統(tǒng)，虛擬試衣）、娛樂業(yè)（如電影特技）、計算機動畫和醫(yī)學(xué)（目前最為廣泛如 彌補術(shù)和塑型手術(shù)）等領(lǐng)域。圖1是德國Human Solution（前稱為TechMath）的Vitus Smart 三維人體測量儀及其掃描圖像應(yīng)用實例。 Telmat SYMCADTC2-3T6Cyberware-WB4Vitronic-Vitus第7頁，共26頁。 圖1是掃描儀照片，采用對人體無害的微功率（5毫瓦）安全級別的紅色激光和四個高速工業(yè)CCD圖像傳感器。由于一個激光掃描頭只能掃描一個扇面范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，所以采用四

7、個激光掃描頭掃描全身（圖2），當(dāng)這四個頭從頭到腳掃描一遍后，人體的全身數(shù)據(jù)就能得到（圖3）。圖1 激光人體掃描儀第8頁，共26頁。圖2 四個激光掃描頭構(gòu)成全身人體掃描儀第9頁，共26頁。圖3 模特掃描數(shù)據(jù) 四個激光掃描頭掃描全身，當(dāng)這四個頭從頭到腳掃描一遍后，先得到人體的全身，緊接著點云就能得到，再輸入配套的全自動人體尺寸測量軟件，可獲取100個以上的人體數(shù)據(jù)。 第10頁，共26頁。人體尺寸全自動測量結(jié)果第11頁，共26頁。性能指標(biāo)：1）掃描頭數(shù)量：42）攝像頭分辨率：640X4803）測量方法：激光線掃描4）掃描范圍: 1000 mm x 800 mmx 2000 mm (高)5）掃描精度：

8、優(yōu)于0.1%；6）掃描點距:1 2.5mm可設(shè)置7）全身掃描點數(shù)：1030萬點8）掃描速度:50120mm/s可調(diào)，典型值10秒。9）設(shè)備尺寸：2000mmX2000mmX2500mm10）可選配進(jìn)口人體測量軟件，含下列功能： 采用鹵素光源，非接觸光柵測量，高速拍攝，對人體安全無害。 使用范圍廣泛，可對人、動物、文物、工業(yè)部件等進(jìn)行掃描?？梢淮涡酝瓿蓪θ说拿娌繏呙?、半身掃描、全身掃描。 為保證對非靜態(tài)物體（包括人體）的掃描精度，結(jié)構(gòu)光光柵只需照射一次，不需移動或變換光柵模式，保證對非靜態(tài)物體（包括人體）的高精度測量。 輸出專用及通用數(shù)據(jù)格式（DHS、OBJ、STL、DXF、VRML、IGES等

9、），保證完美兼容。 可以自動量取不小于120余個人體重要尺寸 標(biāo)準(zhǔn)姿勢下全自動提取身體尺寸 掃描數(shù)據(jù)可視化 支持多重掃描，如站姿和坐姿 全自動原始數(shù)據(jù)處理 掃描三維可視化。第12頁，共26頁。系統(tǒng)獨特優(yōu)勢1)非接觸光柵測量，采用鹵素光源，對人體安全無害，彌補了激光掃描儀的缺陷。2)全方位掃描, 死角少；3)光源同時環(huán)形高速掃描，掃描時不怕人體輕微晃動；4)掃描速度快，整個掃描時間小于20秒；5)點云無須做煩瑣的數(shù)據(jù)拼接6)國內(nèi)低成本研發(fā)生產(chǎn)，系統(tǒng)（硬件+軟件）擁有業(yè)界高性價比7)系統(tǒng)（硬件+軟件）全中文界面，完全滿足中國人用戶使用需求8)系統(tǒng)全套自主研發(fā)，資深專業(yè)工程師支持服務(wù)，助客戶安心售后

10、使用9)強大的二次開發(fā)能力，資深專業(yè)工程師助客戶在相關(guān)領(lǐng)域更深層次應(yīng)用第13頁，共26頁。人體全身三維掃描儀在服裝工業(yè)中的應(yīng)用1）服裝號型的修改與制定2）標(biāo)準(zhǔn)人臺、人體模型的建立 3）服裝三維設(shè)計4）服裝電子商務(wù) 第14頁，共26頁。1）服裝號型的修改與制定 服裝號型是服裝行業(yè)生產(chǎn)設(shè)計的重要依據(jù)和參考。批量生產(chǎn)的服裝的合體性差的關(guān)鍵原因在于目前所使用的號型系統(tǒng)不能夠真確的反映目標(biāo)客戶人群的體 型特征。受測試工具、方法限制，多數(shù)數(shù)據(jù)以不能反映現(xiàn)代人群。此項技術(shù)可靈活準(zhǔn)確地對不同客體人群、地域、國家的人體進(jìn)行測量，獲得有效數(shù)據(jù)，建立客觀、 精確反映人體特征的人體數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)同方便易查便于管理和使用

11、（比較、分析、應(yīng)用）?？梢宰粉?、研究客體、客體群組的整體變化情況，建立流動的人體數(shù)據(jù)庫。為服裝號型的修訂、更新及人體體型的細(xì)分提供理論依據(jù)。 第15頁，共26頁。國際人體數(shù)據(jù)庫目前數(shù)據(jù)庫已經(jīng)整合了德國、法國、美國、日本、韓國以及中國的最新人體數(shù)據(jù)。荷蘭、瑞士、印度等國的數(shù)據(jù)近期會加入進(jìn)來。所有的數(shù)據(jù)都是與相關(guān)國家權(quán)威的機構(gòu)合作獲得的。第16頁，共26頁。 目前世界各國已認(rèn)識到建立人體數(shù)據(jù)庫的重要性，并相繼展開這一方面的研究： 美國、荷蘭和意大利正在進(jìn)行一項叫做CAESAR（美國本土和歐洲人體測量）的聯(lián)合調(diào)查。法國紡織品與服裝研究所花費100萬歐元，對上萬名不同年齡段的法國人進(jìn)行調(diào)查研究，重新劃

12、定國人的服裝規(guī)格；倫敦調(diào)查了10000名英國的男人、女人和孩子，發(fā)展尺碼數(shù)據(jù)庫，以提高服裝的適合程度。 我國，廣東賽博服裝科研中心投入2400多萬元人民幣啟動中國三維熱體數(shù)據(jù)庫項目。成為國內(nèi)規(guī)模最大、設(shè)備最先進(jìn)（TC2）、專業(yè)技術(shù)水平最高的服裝研究實體。測量結(jié)果使原來的四個號型增加到七個，為未來服裝生產(chǎn)的運作模式-大規(guī)模定制與個性定制，實現(xiàn)企業(yè)量身定制系統(tǒng)(MTM)打下堅實的基礎(chǔ)。此外，東華大學(xué)（TC2）、浙江理工大學(xué)（TC2）、西安工程大學(xué)（TechMath）等院校相繼建立起人體數(shù)據(jù)庫的研究。 第17頁，共26頁。 2）標(biāo)準(zhǔn)人臺、人體模型的建立 服裝用標(biāo)準(zhǔn)人臺、人體模型是企業(yè)用于紙樣設(shè)計、研

13、究進(jìn)行服裝立體設(shè)計裁剪的重要工具之一。暖體假人是用于測量、評價服裝的隔熱、透濕等舒適 指標(biāo)的重要工具；標(biāo)準(zhǔn)人體模型則專門用于服裝壓力、寬松量的研究。設(shè)計師可以在人模上直接進(jìn)行服裝設(shè)計、樣板的修改訂。德國TechMath的核心產(chǎn)品之 一是數(shù)字人體模型Ramsis，這是一個有關(guān)節(jié)的人體模型，與CAD模型（特別是汽車行業(yè)）有接口，可直接用于虛擬產(chǎn)品設(shè)計和人體工學(xué)研究。 應(yīng)用這一技術(shù)同樣能建立特體模型開展對特殊體型的服裝產(chǎn)品的研究（駝背、肥胖、以及人體在不同狀態(tài)下的皮膚的拉伸變形等研究服裝放松量等問題）。第18頁，共26頁。 3）服裝三維設(shè)計 三維服裝設(shè)計建立在人體測量獲得的人臺或人體模型基礎(chǔ)之上，通

14、過再現(xiàn)實人，在真人上進(jìn)行交互式立體設(shè)計（在人模上用線勾勒出服裝的外 形和結(jié)構(gòu)線），配合相應(yīng)軟件生成二維的服裝樣板片。它也為原型板的建立和服裝樣板的系列化設(shè)計提供快捷、便利的研究方案。第19頁，共26頁。 4）服裝電子商務(wù) 電子商務(wù)是新興的商務(wù)模式，它以Internet為手段進(jìn)行商務(wù)貿(mào)易。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與普及為電子商務(wù)的發(fā)展提供了應(yīng)用條件。早在1998年2 月，美國服裝業(yè)協(xié)會就宣稱，該協(xié)會有數(shù)百家成員公司將在因特網(wǎng)上向全世界的用戶制作最新款式的服裝，提供最出色的服務(wù)。這將使美國生產(chǎn)的服裝和紡織品在國際市場上占有的份額大大提高。實際上，許多美國服裝公司正在推廣電腦試衣系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)貯有數(shù)萬種不同款式、

15、花色和尺寸的服裝，根據(jù)顧客輸入的信息， 電腦可在很短的時間內(nèi)完成組合處理，為顧客設(shè)計最佳的服裝款式，并讓模特試穿。如顧客不滿意，可按鍵重新選擇，直到滿意為止。服裝電子商務(wù)第20頁，共26頁。在未來服裝工業(yè)的中，非接觸式三維人體測量技術(shù)礎(chǔ)上建立服裝電子商務(wù)的內(nèi)容有：1）量身定制（MTM）2）時裝產(chǎn)品虛擬展示3）虛擬試衣、 時裝表演第21頁，共26頁。 量身定制（MTM）：量身定制系統(tǒng)是將產(chǎn)品重組以及生產(chǎn)過程重組轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)。首先通過三維掃描系統(tǒng)獲得的客戶尺碼信息，通過電子訂單傳輸?shù)?生產(chǎn)的CAD系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的尺碼信息和客戶對服裝款式的要求（放松量、長度、寬度等方面的喜好信息，在樣板庫中找

16、到相應(yīng)的匹配的樣板（德國 TechMath 公司Fitnet軟件，此系統(tǒng)從獲取數(shù)據(jù)到樣衣衣片完成、輸出縮短到8秒，右圖是法國力克公司量身定制流程圖），最終進(jìn)行系統(tǒng)生產(chǎn)的快速反應(yīng)方式。按照客 戶具體要求量身定制，做到量體裁衣，是服裝真正做到合體舒適；對于群體客戶職業(yè)裝或者制服的制定，需要尋找與之相應(yīng)的合身的尺碼組合。整個操作過程，從獲 取數(shù)據(jù)到成衣的完成只需23天的時間，大大縮短了定制生產(chǎn)時間，提高了企業(yè)的生產(chǎn)速度。在此方面，國外某些公司做的已相當(dāng)成熟，如英國的 BairdMenswear西服公司，銷售到國內(nèi)、國際市場的西服有80%是通過量體定制系統(tǒng)完成的，且服裝系列涵蓋了不同款式、顏色、規(guī)格的

17、上萬種組 合，相比之下我國這方面還比較薄弱。第22頁，共26頁。 時裝產(chǎn)品虛擬展示：在電腦中虛擬人體或模型，陳列系列服裝款式及與之配套的飾品，客戶可根據(jù)自己的喜好挑選服裝樣式、顏色及飾品并進(jìn)行組合搭配。第23頁，共26頁。 虛擬試衣、 時裝表演：根據(jù)掃描數(shù)據(jù)模擬出真人，將服裝穿著在其身上，從而展示著裝狀態(tài)，同時能模擬不同材質(zhì)的面料的性能（懸垂效果等），以往的設(shè)計軟件實現(xiàn)虛擬 的購物試穿過程，減少購物時間。應(yīng)用模型動畫模擬時裝發(fā)布會進(jìn)行時裝表演，減少了表演費用。時裝發(fā)布會的網(wǎng)絡(luò)傳輸，使得更多的人能夠觀賞，對于傳播時尚信 息也有非常重要的作用。第24頁，共26頁。 隨著科技的發(fā)展和電子網(wǎng)絡(luò)的普及，電子商務(wù)將成為服裝銷售的主要途徑。而測量技術(shù)及相應(yīng)的軟硬件的不斷發(fā)展與完善（如移動式掃描儀的出現(xiàn)，使得對人體數(shù)據(jù)的獲得方式更為靈活，掃描的人群更位繁多），它實現(xiàn)是服裝現(xiàn)代化