CN105029812A - 一种人台制作方法及应用该方法制作的人台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人台制作方法及应用该方法制作的人台，包括如下步骤：首先选定目标人群，对目标人群的人体样本进行测量和化简，最终得到目标人群的中间体型数据，以便根据中间体型数据制作代表目标人群的人台。得到中间体型数据后，通过人工手段，根据服装设计的基本原理和相关的美学原理等，建立人体的石膏模型。最后，使用3D打印系统中集成的扫描系统扫描所述的石膏模型，获得石膏模型的3D数据，此时包括人体完整的表面的数据，使用3D打印机打印出人台，即可完成人台的制作。本发明已完成针对我国东北地区的青年女性身体数据的采集和分析，已通过上述技术完成代表东北地区18-25岁年轻女性人台的制作。

Description

一种人台制作方法及应用该方法制作的人台

技术领域

本发明涉及一种基于3D打印的人台制作方法，以及应用该方法建立的躯干人台。主要涉及专利分类号A41服装A41H缝制衣服的工具或方法，如其他类目不包含的制作女服用的、裁制用的A41H5/00女服人体模型；半身模型；架座。

背景技术

近年来中国的生活水平发生巨大的改变，这不同程度的影响了国民的体型，加之现代人的审美标准也与之前有了很大的不同，追求美的同时更加重视舒适合体，这就增加了体型分析的迫切性。

中国地广人多，南北方体型差异明显，目前为止国内仅供参考的人体数据其一是由中国服装工业总公司、中国服装研究设计中心在1987年4-7月所组织的全国性计测，包括成年男女、少年男女、儿童等共14000多人；其二是日本华歌尔公司与原中国纺织大学在1997、1998年在上海组织的针对成年女子的计测，计测样本来自华东、华北及华南地区。这些人体计测已经不能精确反映现在中国国民的体型特征，无法满足以服装为代表的工业产品生产中对人体数据准确性、全面性的需求。

国外一些服装产业发达的国家，测量机构会定期更新技术，采取更加科学的测试方法和手段对其国家的服装号型标准、服装人台进行修订与补充。随着我国服装产业的发展，对于服装的标准化和工业化的要求越来越高，就要求通过科学的论证，选择科学的计测手段和实验方法，并利用科学的数理统计概念测量不同区域的人体，分析其特征，并制作体现不同地区人体体型特点的人体模型。加之目前人台市场混乱，国内没有统一的标准，大部分的服装企业选用与中国人体外形接近的日本人台，而中国人与日本人体型存在差异，片面的使用其他国家人台制造出的服装合体性差，因此国内市场迫切需要能反映本国国民体型特征的服装人台。此外，中国南北方人群体型差异大，南方由东华大学研制建立了奉邦人台，而北方缺少代表性人台，本专利针对东北地区青年女性建立的中间体人台，是研制东北地区服装系列人台的基础。

“3D打印”是通俗叫法，学术名称为快速成型技术，也称为增材制造技术，是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状，根据零件或物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。3D打印机可制作的物品越来越多，从汽车、飞机零件，到食物，到人体器官等等。3D打印技术是最近20年来世界制造技术领域的一次重大突破。本发明结合3D打印的快捷性、准确性、材料的环保性打印出东北地区青年女性中间体人台。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种人台制作方法，包括如下步骤：

首先选定目标人群，对目标人群的人体样本进行测量和简化，最终得到目标人群的中间体型数据，以便根据中间体型数据制作代表目标人群的人台。

考虑到人体具有复杂曲面的特点，以及应用人体扫描仪所得到的三维人体点云模型在腋下等部位有较大漏洞，无法表达人体表面的全部信息。

故作为优选的实施方式，得到中间体型数据后，通过人工手段，根据服装设计的基本原理和相关的美学原理等，建立人体躯干的石膏模型。

在本发明中，石膏模型的建立并不依赖特定人群的经验，即并非是不可工业复制的，只要制作的石膏模型能够符合中间体型数据主要数据(包括三围，高度，宽度等信息)的要求即可。石膏模型(人体)的次要部位，比如石膏模型胸围测量位置至腰围测量位置的过渡部分、后背两肩胛骨下方至腰围测量位置的过渡部分或者两肩胛骨之间的过渡区域等，可按石膏模型制作者个人经验自由发挥制作。这里由于服装行业的特点，上面提到的次要细节部位对最终的成衣并没有实质性的影响，因此，制作的石膏模型只要关键数据符合中间体型数据即可，虽然每个石膏制作者手工制作的石膏模型都会有细节差别，但是关键数据满足要求即可，在本发明中并不需要石膏模型每个部分完全一致。

而且，本步骤得出的石膏模型还具有细腻的特点(在后续扫描过程中，不用对电子数据进行过多的修补)，而且成型后易于表面装饰加工和修补，受环境影响小，不宜发生变形或尺寸的变化，易于长期保存和展出。

最后，使用3D打印系统中集成的扫描系统扫描所述的石膏模型，经过多次校准后，获得石膏模型的3D数据，此时包括人体躯干完整的表面数据，使用3D打印机打印出人台，即可完成人台的制作。

作为优选的实施方式，所述的测量和简化具体包括如下步骤：

首先对对选定目标人群的人体样本实体进行非接触式三维人体测量，得到实体的三维人体扫描数据。

考虑到，三维人体测量不可避免的会产生某些部位的模糊或者缺失，故在得到人体扫描数据之后，采用接触式人体测量对人体样本实体主要部位和三维人体测量的模糊缺失部位进行静态补充测量，测量结果与所述三维人体扫描数据整合形成人体样本测量数据。

最后，对所述的人体样本测量数据进行均值分析，得到代表人体样本所在区域的目标人群中间体型数据。

更进一步的，在进行均值分析之前，还具有步骤，比较所述的人体扫描数据和接触式人体测量数据差别，验证三维人体扫描数据的有效性。

作为优选的实施方式，还在于样本量的计算方式如下：

$t=\frac{|\stackrel{\‾}{u}-\stackrel{\‾}{x}|}{\frac{\mathrm{\σ}}{\sqrt{n}}}$

公式中，为样本容许差异的程度，用Δ表示，σ为总体的标准差。

一种人台，使用上述方法制作。

通过采用上述技术方案，本发明所述提出的人台制作方法，另辟蹊径，以三维人体扫描数据为基础，结合必要的手工测量数据和人工，直接应用3D打印技术生成服装人台，避免了使用复杂算法修补3D点云数据之间的空缺，整个方法构思新颖，可操作性强，适合在人台制作领域中推广使用。相对于现有的人台制作方法，3D打印的人台更加精准，同时省却了传统生产工艺中的模具和相关步骤，生成成本低，生产过程简便。本发明已完成针对我国东北地区的青年女性身体数据的采集和分析，已通过上述技术完成代表东北地区18-25岁年轻女性人台的制作。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-3为本发明人台的主视图，侧视图和后视图。

图4为本发明人台制作方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图4所示：一种人台的制作方法，主要包含如下步骤：

测量对象的选取：在本实施例中，被测量者的年龄限定在18——25周岁之间的青年女性，这一时期的青年女性体型发育已经成熟，到25岁体型表现为体态多优美、匀称，随年龄增长，开始逐渐由正常体向异常体变化，肥胖体、凸肚体、驼背体、偏瘦体较为常见。

在18——25之间婚姻和生育因素对这一年龄段的青年女性影响较小，骨骼和体型都没有受到生育的影响而变化，能够客观的反应成年女性人体的原貌，也是选取这一年龄段女性作为被测量者的重要原因。

同时一般来说，这一时期的女青年身高基本发育完成，身高变化较小，高度方向的指标稳定，有助于从身高入手进行分析。

被测量者以学生为主，社会工作人员为辅，青年女学生由于学习和生活的压力以及思想观念的影响普遍较瘦，为防止误差，选取了部分在职人员为被测量者，所占比重为26％。

被测量者全部是来自黑龙江、吉林、辽宁省以及内蒙古自治区。其比重分别为辽宁省：73.5％，黑龙江省：16.1％、吉林省：7.2％、内蒙古自治区3.2％。

测量样本量的选取

根据统计学样本量的计算方法以及相关的公式，用下面的公式进行计算样本量：

$t=\frac{|\stackrel{\‾}{u}-\stackrel{\‾}{x}|}{\frac{\mathrm{\σ}}{\sqrt{n}}}---\left(1\right)$

公式中，为样本容许差异的程度，用Δ表示，σ为总体的标准差，通常可以由过去累计的经验资料中求得，见表1所列出的部分数据。

表1某些成年人体部位尺寸的容许误差和标准差

如果使用这个公式，取置信度为5％、自由度为∞，查得t值为1.96，以Δ/σ的数值可知，相对来说对腰围的精确度要求最高，因此以腰围考虑为主。

即如果腰围的精度可以满足要求，则认为其他相关指标要求也能得到满足。根据公式推算服装人体测量的最大样本量为

$n=t^2\×\frac{{\mathrm{\σ}}^2}{{\mathrm{\Δ}}^2}$

表1某些成年人体部位尺寸的容许误差和标准差

根据公式以及经验资料得出本次各部位的样本量如表2：

表2实验所需样本量

根据公式计算出几个关键部位所需的样本量，其中腰围对整个样本的选取影响最大，腰围的最小值为173，这个样本数量决定了整个样本量的最小值为173，结合实际情况共测量373个样本。

测量方法：采用三维人体扫描和手工测量相结合的人体数据信息采集方法。

数据分析及优化：

根据人台建立的需要对人体测量采集的数据进行分析，得到东北地区青年女性的中间体体型数据。而进行的具体的分析和获得中间体型数据的依据和原则为数理统计学的各种方法，使用专业的统计分析软件SPSS进行。

确定了东北地区青年女性中间体人台的关键部位的数据均值，由于计算时生成的数据精确到小数点后两位，在制作东北地区青年女性中间体人台时很不直观方便，所以简化到最接近的整数或者是小数点后一位的分数，见表3。

表3东北地区青年女性中间体人台基本控制部位数据均值

长度类：身高162cm，后颈椎点到腰围的垂直距离37cm，前颈点到腰围的垂直距离是32cm，胸围到腰围的垂直距离是16.5cm，腰围到臀围的垂直距离是16cm，后背长39cm；

围度类：净胸围(不穿着胸罩)85cm，下胸围74.5cm，腰围68cm，臀围92cm，颈根围39cm，臂根围37；

宽度类：总肩宽39cm，前胸宽29cm，后背宽34.5cm，乳间距15cm，前后腋间距10.5cm；

其他：肩斜角20°，颈宽11cm，颈深10.5cm。

东北地区青年女性石膏模型的建立及3D打印实体人台的打印

石膏模型的建立

石膏雕塑模型具有直观性和可调节性，本发明利用这一特点结合人体美学和服装设计学基本原理和对人体美的理解建立东北地区青年女性人体石膏模型，经过反复的测量与校对，形成精确的石膏模型，并以此作为3D打印人体模型的基础。

3D打印实体人台的打印

根据东北地区青年女性中间体人体数据，采用石膏法建立东北地区青年女性中间体人台基础型，并对其模型进行扫描，扫描仪及扫描软件是美国的ArtecEva，在电脑中生成模型，进而用三维打印机CreatBot进行打印，利用快速成型的3D打印技术制作东北地区青年女性中间体人台。打印的关键技术是FDM熔融沉积成型原理，打印的材料选择的是聚乳酸(PLA)是以玉米为原料可降解的塑料，分8块打印后组装，东北地区青年女性中间体人台见图1-3，东北地区青年女性中间体3D打印人台制作完成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种人台制作方法，其特征在于具有如下步骤：

—对目标人群的人体样本进行测量和简化，得到目标人群的中间体型数据；

—根据中间体型数据，根据服装设计原理和美学原理，建立人体躯干石膏模型；

—扫描所述的石膏模型，获得石膏模型的3D数据，使用3D打印机打印出人台，完成躯干人台的制作。

2.根据权利要求1所述的人台制作方法，其特征还在于所述的测量和简化具体包括如下步骤：

—对选定目标人群的人体样本实体进行非接触式三维人体测量，得到三维人体扫描数据；

—采用接触式人体测量对人体样本实体主要部位和三维人体测量的模糊缺失部位进行静态补充测量，测量结果与所述三维扫描数据整合形成人体样本测量数据；

—对所述的人体样本测量数据进行均值分析，得到代表人体样本所在区域目标人群的中间体型数据。

3.根据权利要求2所述的人台制作方法，其特征还在于在所述“对所述的人体样本测量数据进行均值分析”步骤之前还包括：

—比较所述的人体三维扫描数据和接触式测量所得数据差别，验证三维扫描数据的有效性。

4.根据权利要求1所述的人台制作方法，其特征还在于样本量的计算方式如下：

$t=\frac{|\stackrel{\‾}{u}-\stackrel{\‾}{x}|}{\frac{\mathrm{\σ}}{\sqrt{\text{n}}}}$

公式中，为样本容许差异的程度，用Δ表示，σ为总体的标准差。

5.根据权利要求1所述的人台制作方法，其特征还在于所述的人体样本为18-25周岁之间的我国东北地区的女性。

6.一种人台，其特征在于该人台采用如权利要求1-4任意方法制作。