WO2009119146A1 - 衣服シミュレーション装置、衣服シミュレーションプログラム、及び衣服シミュレーション方法 - Google Patents

衣服シミュレーション装置、衣服シミュレーションプログラム、及び衣服シミュレーション方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009119146A1
WO2009119146A1 PCT/JP2009/050951 JP2009050951W WO2009119146A1 WO 2009119146 A1 WO2009119146 A1 WO 2009119146A1 JP 2009050951 W JP2009050951 W JP 2009050951W WO 2009119146 A1 WO2009119146 A1 WO 2009119146A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
model
human body
pattern
body model
cloth
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/050951
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
悠美子 磯貝
松井　まり子
聖司 根岸
石丸　園子
千里 野々村
Original Assignee
東洋紡績株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東洋紡績株式会社 filed Critical 東洋紡績株式会社
Priority to EP09725260A priority Critical patent/EP2259201A4/en
Priority to US12/934,197 priority patent/US8355811B2/en
Publication of WO2009119146A1 publication Critical patent/WO2009119146A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41H—APPLIANCES OR METHODS FOR MAKING CLOTHES, e.g. FOR DRESS-MAKING OR FOR TAILORING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A41H3/00—Patterns for cutting-out; Methods of drafting or marking-out such patterns, e.g. on the cloth
    • A41H3/007—Methods of drafting or marking-out patterns using computers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/12—Cloth

Definitions

  • the present invention relates to a technique for attaching clothes to a human body model by computer simulation.
  • Appropriate clothing pressure due to clothing has the effects of improving motor functionality, correcting body shape, and imparting tension, and is greatly related to the comfort of clothing. Therefore, with the advancement of material materials, there is a demand for evaluation of contact pressure (clothing pressure) generated between the human body and clothes in the fields of clothing, medical care, and sports.
  • the measurement of clothing pressure is generally performed by inserting a pressure receiving portion under clothing in the clothing state.
  • the pressure receiver when used, it is difficult to accurately measure the clothing pressure due to deformation of the human body due to the influence of the pressure receiver itself.
  • multipoint measurement at a dozen places is the limit, and it is not easy to grasp the distribution of clothing pressure.
  • Non-Patent Document 1 calculates the contact drag, assuming that the force with which the garment pushes the human body and the contact efficacy are the same, and calculates the clothing pressure by converting the contact drag to a value per unit area.
  • a technique is disclosed. Specifically, the potential energy is formulated from the relationship between stress and strain based on the mechanical properties (self-weight, bending properties, and tensile properties) of the fabric, and the shape of the fabric when this potential energy takes the minimum value is predicted. Drag has been calculated.
  • the contact pressure acting on the clothes is obtained by repeating the step of determining whether or not the clothes shape model and the human body shape model given in advance are in contact and the step of calculating the gravity acting on the clothes.
  • a technique is disclosed. Haruo Niwaya, Haruki Imaoka, Ikuo Shibuya, Noboru Aisaka, “Method of Predicting Contact Pressure of Cloth”, SEN-I GAKKAISI (Report), VOL46, NO. 6 (1990), pages 229-232 JP-A-9-34952
  • Non-Patent Document 1 potential energy is used, but the slope of this potential energy curve strongly depends on the stretch recovery force caused by the stretch and strain of the fabric. Therefore, even if the stretch and strain of the fabric are small, a large stretch recovery force is calculated, and this large stretch recovery force causes a calculation error of clothing pressure.
  • Non-Patent Document 1 a large elongation is applied even though a small stress is applied. Since the recovery force is calculated, there is a problem that the calculation error of the clothing pressure occurs due to this large elongation recovery force, and the clothing pressure cannot be obtained with high accuracy.
  • Patent Document 1 since it is determined that the human body shape model and the clothing model come in contact with each other when the human body shape model and the clothing model approach each other by about 1 cm, there is a problem that the clothing pressure of the clothing that is in close contact with the human body cannot be accurately obtained.
  • An object of the present invention is to provide a technique relating to clothes simulation capable of accurately obtaining the clothes pressure of clothes that are in close contact with the human body.
  • a garment simulation apparatus includes a human body model acquisition means for acquiring a human body model indicating a three-dimensional shape of a human body, and a pattern model indicating a two-dimensional shape of a pattern of clothes to be virtually attached to the human body model.
  • a pattern model acquisition unit for acquiring a cloth model acquisition unit for acquiring a cloth model indicating the mechanical characteristics of the cloth constituting the garment, and the pattern model is divided into a plurality of elements, and each element is indicated by the cloth model
  • Giving a mechanical characteristic transforming the paper pattern model by solving a motion equation of each element using a finite element method, and dressing the garment virtually on the human body model, and dressing by the dressing means
  • Clothing pressure calculating means for virtually calculating the clothing pressure exerted on the human body model by the worn clothing, and the dressing means covers a predetermined part of the human body model
  • a clothing simulation program includes a human body model acquisition unit that acquires a human body model indicating a three-dimensional shape of a human body, and a paper pattern that acquires a paper pattern model indicating a two-dimensional shape of a clothing pattern virtually attached to the human body model.
  • a model acquisition means, a cloth model acquisition means for acquiring a cloth model indicating the mechanical characteristics of the cloth constituting the garment, and the paper pattern model is divided into a plurality of elements, and each element has a mechanical characteristic indicated by the cloth model.
  • a computer functioning as clothing pressure calculating means for calculating the clothing pressure that the model virtually exerts on the human body model; After setting an intermediate model formed so as to cover a predetermined part of Dell, deforming the pattern model so as to contact the intermediate model, and then deforming the pattern model so as to contact the human model It is characterized by making it.
  • the garment simulation method includes a human body model acquisition step in which a computer acquires a human body model indicating a three-dimensional shape of a human body, and a computer shows a two-dimensional shape of a pattern of clothes to be virtually worn on the human body model.
  • a pattern model acquisition step for acquiring a pattern model a cloth model acquisition step in which a computer acquires a cloth model showing the mechanical characteristics of the cloth constituting the garment, and a computer divides the pattern model into a plurality of elements, Each element is given the mechanical characteristics indicated by the cloth model, and the pattern model is deformed by solving the equation of motion of each element using a finite element method, and the clothes are virtually attached to the human body model.
  • a dressing step, and a computer virtually transfers the pattern model worn by the dressing step to the human body model.
  • a clothing pressure calculating step for calculating an applied clothing pressure, wherein the dressing means sets an intermediate body model formed so as to cover a predetermined part of the human body model, and the intermediate body model The pattern model is deformed so as to come into contact, and then the pattern model is deformed so as to come into contact with the human body model.
  • the mechanical characteristics indicated by the cloth model are given to the paper pattern model, the intermediate model is set so as to cover a predetermined part of the human body model, and each element of the paper pattern model is set using the finite element method.
  • the equation of motion is solved and the pattern model is deformed to contact the intermediate model.
  • the paper pattern model deformed so as to be in contact with the intermediate model is deformed so as to be in contact with the human body model.
  • the pattern model is deformed so that it contacts the human body model after being deformed so as to contact the intermediate model, so that the solution of the equation of motion is easy to converge, and the pattern model is contacted with the human model. It is possible to reduce wrinkles that are generated when deformed. Therefore, it is possible to accurately obtain the clothing pressure of clothing that is in close contact with a human body such as underwear.
  • the cloth model includes a base material, warp rivers arranged in the warp direction in the base material to reinforce the base material, and a weft direction in the base material to reinforce the base material.
  • the fabric model is a base material stiffness component that is the stiffness of the base material and a warp river stiffness component that is the stiffness of the warp river,
  • the weft river stiffness component which is the stiffness of the weft river, represents the stiffness of the fabric
  • the base material stiffness component is calculated based on the stiffness in the bias direction of the actual fabric
  • the warp river stiffness component is the actual fabric stiffness
  • the difference between the stiffness in the warp direction and the base material stiffness component is given, and the weft river stiffness component is given the difference between the stiffness in the weft direction of the actual cloth and the base material stiffness component preferable.
  • the base material stiffness component is calculated based on the stiffness of the actual cloth in the bias direction, and the warp river stiffness component is given by the difference between the actual fabric warp direction stiffness and the base material stiffness component. Therefore, when the cloth is pulled in the warp direction, the base material rigidity component is canceled out, and the cloth rigidity is expressed only by the warp direction rigidity of the actual cloth. Also, when the fabric is pulled in the weft direction, the base material stiffness component is canceled out as in the warp direction, and the fabric stiffness is expressed only by the actual fabric stiffness in the weft direction. Therefore, it is possible to provide a cloth model that accurately reproduces the rigidity of the cloth.
  • the intermediate model preferably has a gently curved surface.
  • the intermediate model since the intermediate model has a gentle curved surface, the solution of the equation of motion is more easily converged, and the pattern model is closely attached to the human body model while suppressing wrinkles. Can be deformed.
  • the intermediate model is preferably cylindrical, ellipsoidal, bowl-shaped, polygonal pyramid, or conical.
  • a cylindrical, ellipsoidal, bowl-shaped, polygonal pyramid, or conical shape with less unevenness is adopted as the intermediate model, so that the solution of the equation of motion is more easily converged,
  • the paper pattern model can be deformed so as to be in close contact with the human body model while suppressing the generation of wrinkles.
  • the base material rigidity component is preferably calculated based on a strain energy function by superelasticity.
  • the stiffness in the fabric bias direction is calculated based on the superelastic strain energy function and the actual Young's modulus of the fabric as the matrix stiffness component, the matrix is calculated using the existing mathematical model.
  • the material stiffness component can be represented.
  • the garment is an upper body garment, and the pattern model includes a pattern model of a front body, a back body, a left sleeve, and a right sleeve, and the dressing means includes a left arm portion and a right arm of the human body model. It is preferable to set a cylindrical intermediate body model in such a manner that a cylindrical intermediate body model is set to each of the parts and the axial direction is along a straight line connecting the shoulder parts.
  • the T-shirt including the front body, the back body, the left sleeve, and the right sleeve can be worn so as to be in close contact with the human body model.
  • the garment is a garment for the upper body
  • the pattern model includes a pattern model of a front body and a back body
  • the dressing means has an axial direction along a straight line connecting both shoulder parts of the human body model
  • the tank top composed of the front body and the back body can be attached so as to be in close contact with the human body model.
  • the garment is a lower-body garment
  • the pattern model includes a pattern model of a left foot and a right foot
  • the dressing means is a cylindrical intermediate body between the left foot part and the right foot part of the human body model.
  • the present invention it is possible to accurately obtain the clothing pressure of clothing that is in close contact with a human body such as underwear.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the hardware constitutions of the garment simulation apparatus by embodiment of this invention. It is a functional block diagram of the clothes simulation apparatus shown in FIG. It is a flowchart which shows operation
  • (A) is a graph showing load-elongation characteristics
  • (b) is a graph showing nominal stress-nominal strain characteristics.
  • 3 is a graph showing the true stress-logarithmic strain characteristics of a base material. It is the figure which showed the human body model and paper pattern model which are arrange
  • step S4 It is a table
  • step S24 It is the figure which showed the human body model and paper pattern model which are arrange
  • 10 is a table summarizing definitions of contact in steps S24 to S30. It is the figure which showed the measurement site
  • 6 is a graph showing analysis values and actual measurement values on a bust line LLB in case 1. 6 is a graph showing analysis values and actual measurement values on a bust line LLB in case 2. 6 is a graph showing analysis values and actual measurement values on a bust line LLB in case 3. It is the figure which showed the measurement site
  • FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a clothing simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the garment simulation apparatus is composed of an ordinary computer or the like, and includes an input device 1, a ROM (read only memory) 2, a CPU (central processing unit) 3, a RAM (random access memory) 4, an external storage device 5, and a display device. 6 and a recording medium driving device 7.
  • the input device 1, ROM 2, CPU 3, RAM 4, external storage device 5, display device 6, and recording medium driving device 7 are connected to an internal bus, and various data and the like are input / output via this bus, and the control of the CPU 3 is controlled. Below, various processes are executed.
  • the input device 1 includes a keyboard, a mouse, and the like, and is used by a user to input various data.
  • the ROM 2 stores a system program such as BIOS (Basic Input / Output System).
  • BIOS Basic Input / Output System
  • the external storage device 5 includes a hard disk drive or the like, and stores a predetermined OS (Operating System) and a clothing simulation program.
  • the CPU 3 reads the OS and the like from the external storage device 5 and controls the operation of each block.
  • the RAM 4 is used as a work area for the CPU 3.
  • the display device 6 is composed of a liquid crystal display device or the like, and displays various images under the control of the CPU 3.
  • the recording medium driving device 7 includes a CD-ROM drive, a flexible disk drive, and the like.
  • the clothing simulation program is stored in a computer-readable recording medium 8 such as a CD-ROM and distributed to the market.
  • the user installs the clothing simulation program in the computer by causing the recording medium driving device 7 to read the recording medium 8.
  • the clothing simulation program may be installed in a computer by storing the clothing simulation program in a server on the Internet and downloading it from this server.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the clothing simulation apparatus shown in FIG.
  • the clothing simulation apparatus includes an operation unit 10, a control unit 20, a storage unit 30, a display control unit 40, and a display unit 50.
  • the operation unit 10 includes the input device 1 shown in FIG. 1 and accepts various operation inputs from the user.
  • the control unit 20 includes the CPU 3 shown in FIG. 1, and includes a data acquisition unit 21 (corresponding to an example of a human body model acquisition unit, a paper pattern model acquisition unit, and a cloth model acquisition unit), and a dressing unit 22 (corresponding to an example of a dressing unit). ) And a clothing pressure calculation unit 23 (corresponding to an example of clothing pressure calculation means). These functions are realized by the CPU executing a clothing simulation program.
  • the data acquisition unit 21 acquires a human body model indicating the three-dimensional shape of the human body.
  • the human body model is obtained by three-dimensional measurement of an actual human or mannequin, and the shape of the human body surface is represented using, for example, a three-dimensional polygon mesh.
  • the data acquisition unit 21 acquires a pattern model indicating the two-dimensional shape of the pattern of clothes to be virtually attached to the human body model.
  • a pattern model for example, a model modeled by apparel CAD can be employed.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the cloth model.
  • the cloth model includes a base material A1, a warp river A2 arranged in the warp direction in the base material A1 to reinforce the base material A1, and a weft direction in the base material A1 to reinforce the base material A1.
  • This is a simulation of the shell river structure comprising the weft river A3.
  • the shell river structure is a structure used for reinforced concrete.
  • the fabric model includes a base material stiffness component EB that is the stiffness of the base material A1, a warp river stiffness component ET ′ that is the stiffness of the warp river A2, and a latitude river stiffness component EW ′ that is the stiffness of the weft river A3. Represents the stiffness of the fabric.
  • the base material rigidity component EB is offset, and the cloth rigidity is expressed only by the rigidity ET. Further, when the cloth is pulled in the weft direction, the base material rigidity component is canceled out as in the warp direction, and the cloth rigidity is expressed only by the rigidity EW. Therefore, it is possible to provide a cloth model that accurately reproduces the rigidity of the cloth.
  • the dressing unit 22 divides the pattern model into a plurality of elements, gives each element the mechanical characteristics indicated by the cloth model, and solves the motion equation of each element using the finite element method.
  • the model is deformed and clothes are virtually attached to the human body model.
  • the dressing unit 22 sets an intermediate model formed so as to cover a predetermined part of the human body model, defines contact with the intermediate model, solves an equation of motion, and contacts the intermediate model. After the pattern paper model is deformed, contact is defined in the human body model, the equation of motion is solved, and the paper pattern model is deformed so as to contact the human body model.
  • the paper pattern model is deformed so as to contact the intermediate model, and then deformed so as to contact the human body model, so that the solution of the equation of motion is easy to converge, and the paper pattern model contacts the human body model. It is possible to reduce wrinkles that are generated when deformed. It is preferable to use a cylindrical shape as the intermediate model. By adopting a cylindrical shape with less unevenness as an intermediate model, the solution of the equation of motion can be more easily converged.
  • the clothing pressure calculation unit 23 calculates the clothing pressure virtually applied to the human body model by the clothing worn by the dressing unit 22 for each element set in the pattern model.
  • the display control unit 40 is configured by the CPU 3 and displays various images on the display unit 50 under the control of the control unit 20.
  • the display control unit 40 causes the clothing model deformed by the dressing unit 22 to three-dimensionally represent the clothing pressure calculated by the clothing pressure calculation unit 23 with luminance corresponding to the magnitude of the clothing pressure.
  • An image that graphically displays various clothing pressures may be generated and displayed on the display unit 50.
  • the clothing pressure may be displayed on the display unit 50 as a numerical value.
  • an image showing the clothing pressure of each element in a tabular format may be displayed on the display unit 50.
  • an operation image for allowing the user to select a part for which clothing pressure is desired may be displayed on the display unit 50, and the clothing pressure of the part selected by the user using the operation unit 10 may be displayed graphically or numerically. .
  • the storage unit 30 includes an external storage device 5 and includes a human body model storage unit 31, a paper pattern model storage unit 32, and a cloth model storage unit 33.
  • the human body model storage unit 31 to the cloth model storage unit 33 store the human body model, the paper pattern model, and the cloth model acquired by the data acquisition unit 21.
  • the display unit 50 is constituted by the display device 6 and displays various images under the control of the control unit 20.
  • a load-elongation characteristic indicating the relationship between the load and the elongation of the actual cloth constituting the garment used for the simulation is obtained by experiments. Specifically, by performing a Tensilon test in which an actual cloth of 25 mm ⁇ 5 mm size is stretched in the warp direction, the weft direction, and the bias direction, load-elongation characteristics in the warp direction, the weft direction, and the bias direction To obtain test data indicating The bias direction is 45 degrees.
  • FIG. 5 (a) is a graph showing the load-elongation characteristics, where the vertical axis indicates the load (g / cm) and the horizontal axis indicates the elongation (%).
  • the left, center, and right curves indicate the load-elongation characteristics in the longitudinal direction, the weft direction, and the bias direction, respectively.
  • FIG. 5B is a graph showing the nominal stress-nominal strain characteristic, where the vertical axis shows the nominal stress (kgf / mm 2 ) and the horizontal axis shows the nominal strain.
  • the left, center, and right curves show the nominal stress-nominal strain characteristics in the warp, weft, and bias directions, respectively.
  • curve fitting is performed on the test data indicating the nominal stress-nominal strain characteristic in the bias direction to obtain a function indicating the nominal stress-nominal strain characteristic in the bias direction.
  • the Young's modulus E of the fabric in the bias direction is determined from the initial slope of the function indicating the nominal stress-nominal strain characteristics in the bias direction.
  • the initial gradient a slope of a function of the nominal stress-nominal strain characteristic in the bias direction when the nominal strain is, for example, 0.1 can be adopted.
  • Neo-hookean an example of superelasticity strain energy function adopted as a mathematical model of the base material A1.
  • Neo-hookean is a mathematical model showing the relationship between strain and energy of isotropic elastic bodies such as rubber.
  • the mathematical model of the base material A1 is not limited to Neo-hookean, and for example, Ogden or Mooney-Rivlin may be adopted.
  • the test data indicating the true stress-logarithmic strain characteristics in the longitudinal direction and the weft direction is curve-fitted using a predetermined function to obtain a function indicating the true stress-logarithmic strain characteristics in the longitudinal direction and the weft direction.
  • a quadratic function can be employed as the predetermined function.
  • the warp direction and weft direction of the true stress - a function indicating a logarithmic strain properties respectively represented by A' ⁇ 2 + B' ⁇ + C'and A ⁇ 2 + B ⁇ + C.
  • FIG. 6 is a graph showing the true stress-logarithmic strain characteristics of the base material, where the vertical axis represents the true stress (kgf / mm 2 ) and the weft axis represents the logarithmic strain.
  • a function indicated by ET-EB shown in FIG. 6A indicates the longitudinal river stiffness component ET ′
  • EW-EB shown in FIG. 6B indicates the latitude river stiffness component EW ′.
  • the base material stiffness component EB the warp river stiffness component ET ′, and the weft river stiffness component EW ′ are calculated.
  • a D matrix stress-strain matrix
  • Expression (1) the D matrix is represented by Expression (1).
  • ( ⁇ ) indicates a stress vector
  • ( ⁇ ) indicates a strain vector
  • x is the weft direction
  • y is the warp direction
  • z is the direction orthogonal to x and y.
  • the dressing unit 22 assigns the mechanical characteristics indicated by the cloth model to the pattern model by substituting EB, EW ′, and ET ′ of the cloth model into the D matrix.
  • the dressing unit 22 uses the finite element method to appropriately define the paper pattern model and the intermediate model as contact objects and solve the equation of motion of each element of the paper pattern model, thereby deforming the paper pattern model.
  • the deformation of the paper pattern model by such a finite element method can be realized by using, for example, ABAQUS which is finite element method software.
  • ABAQUS if a D matrix, a paper pattern model, an intermediate model and a human body model to be contacted, an external force, etc. are defined, the paper pattern model can be deformed so as to contact the intermediate body model and the human body model. .
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the clothes simulation apparatus when a T-shirt is used as clothes.
  • the data acquisition unit 21 acquires a human body model, a paper pattern model, and a cloth model (step S1).
  • FIG. 7 is a diagram showing a human body model and a paper pattern model arranged in a virtual three-dimensional space.
  • the paper pattern model includes four paper pattern models of a front body FM, a back body BM, a left sleeve LS, and a right sleeve RS.
  • the front body FM is disposed at a position spaced a predetermined distance forward from the chest of the upper body of the human body model
  • the rear body BM is disposed at a position spaced a predetermined distance rearward from the back of the upper body of the human body model.
  • FIG. 8 is a diagram showing a human body model in which an intermediate body model is arranged.
  • a cylindrical model is adopted as the intermediate body model, and the intermediate body model M1 is arranged so as to cover the whole area of the left arm part, and is arranged so as to cover the whole area of the right arm part.
  • the intermediate model M2 includes three intermediate models, which are arranged so that the axial direction is along the straight line connecting the parts of the shoulders and the intermediate model M3 is arranged to cover the joint part of the arm and the shoulder. .
  • the intermediate body model M1 can employ a distance from the left fingertip point P1 to the left shoulder tip point P2 or a distance obtained by adding a slight margin to the distance as the axial length.
  • the intermediate model M1 can adopt the length of the diameter of a circle having a larger area than the cross section having the maximum area in the left arm portion from the fingertip point P1 to the shoulder tip point P2 as the length of the diameter. .
  • the intermediate body model M1 is arranged so that the long axis overlaps the straight line connecting the center point of the cross section of the left arm at the left shoulder point P2 and the fingertip point P1.
  • the values obtained based on the size of the right arm can be adopted for the axial length and radius of the intermediate model M2.
  • the intermediate model M2 is also arranged in the same manner as the intermediate model M1.
  • the intermediate body model M3 can adopt the distance between the shoulder width line L1 and the neck side point P4 or the distance obtained by adding a slight margin as the length in the axial direction. Moreover, the intermediate body model M3 is arrange
  • the dressing unit 22 gives the mechanical characteristics indicated by the cloth model to the nodes of each pattern model, and gives a predetermined external force such as gravity. Then, as shown in FIG. 9, the left side line SL of the front body FM and the left side line SL of the back body BM approach a predetermined distance, and the right side line SL of the front body FM and the back body BM The front body FM and the back body BM are extended so that the right side line SL approaches a predetermined distance (step S4).
  • the dressing portion 22 extends the left sleeve LS so that the front side line SL (see FIG. 7) of the left sleeve LS and the rear side line SL are close to a predetermined distance and cover the intermediate body model M1.
  • the right sleeve RS is extended in the same manner as the left sleeve LS.
  • the dressing unit 22 extends each pattern model in accordance with the predetermined contact definition shown in FIG.
  • FIG. 10 is a table showing the definition of contact in step S4.
  • the front and rear bodies are not defined to be in contact with the human body model and the intermediate body model M3. Therefore, the front body FM and the back body BM are extended without being restricted by contact.
  • the left and right sleeves are not defined to be in contact with the human body model, but are defined to be in contact with the intermediate body models M1 and M2. Therefore, the front body FM and the back body BM are extended so as not to bite into the intermediate body models M1 and M2.
  • the contact is defined so that the human body model is given priority in the region where the intermediate body models M1 to M3 have bitten into the human body model.
  • a process of extending the pattern model can be realized by providing the contact definition to ABAQUS and defining the movement destination position of each node.
  • the dressing portion 22 performs a suturing process for connecting the left and right shoulder lines KL of the front body FM and the left and right shoulder lines KL of the back body FM, and the left and right shoulder lines KL of the front body FM.
  • a stitching process for connecting the side line SL and the left and right side lines SL of the back body is performed (step S5).
  • the dressing portion 22 performs a sewing process for sewing the side lines SL of the left sleeve LS, and performs a sewing process for sewing the side lines of the right sleeve RS (step S5). Details of the stitching process will be described later.
  • the dressing unit 22 performs a suturing process in accordance with a predetermined contact definition shown in FIG. As shown in the first and second lines in FIG. 12, the front and rear bodies are defined to be in contact with the human body model and the intermediate body model M3. Therefore, the suturing process is performed so that the front body FM and the back body BM do not bite into the human body model and the intermediate body model M3.
  • the left and right sleeves are not defined to be in contact with the human body model, but are defined to be in contact with the intermediate body models M1 and M2. Therefore, the sewing process is performed so that the front body FM and the back body BM do not bite into the intermediate body models M1 and M2.
  • the dressing unit 22 performs a contact analysis process according to the contact definition shown in FIG. 12, and deforms each pattern model (step S6).
  • the front and rear bodies are defined to be in contact with the human body model and the intermediate body model M3. Therefore, the front body FM and the back body BM are deformed so as to come into contact with the human body model and the intermediate body model M3.
  • Such contact analysis processing can be realized by defining contact in ABAQUS. In this case, the underline UL between the front body FM and the back body BM is restricted.
  • the left and right sleeves are not defined to be in contact with the human body model, but are defined to be in contact with the intermediate body models M1 and M2. Therefore, the front body FM and the back body BM are deformed so as to contact the intermediate body models M1 and M2.
  • the dressing portion 22 performs a stitching process for connecting the left sleeve LS to the front body FM and the back body BM, and connects the right sleeve RS to the front body FM and the back body BM.
  • a suturing process is performed (step S7).
  • the left diagram shows before the suturing process
  • the right diagram shows after the suturing process.
  • the dressing unit 22 performs a suturing process according to the definition of contact shown in FIG. As shown in the first and second lines in FIG. 14, the front and rear bodies are defined to be in contact with the human body model and the intermediate body model M3. Therefore, the suturing process is performed so that the front body FM and the back body BM do not bite into the human body model and the intermediate body model M3.
  • the left and right sleeves are defined as contact with the human body model, but are not defined as contact with the intermediate body models M1 and M2. Therefore, the front body FM and the back body BM are stitched so as not to bite into the human body model.
  • the dressing unit 22 performs a contact analysis process according to the contact definition shown in FIG. 15, and deforms each pattern model (step S8).
  • the front and rear bodies are defined to be in contact with the human body model, but are not defined to be in contact with the intermediate body model M3. Therefore, the front body FM and the back body BM are deformed so as to contact the human body model.
  • the left and right sleeves are defined as contact with the human body model, but are not defined as contact with the intermediate models M1 and M2. Therefore, the left sleeve LS and the right sleeve RS are deformed so as to contact the human body model.
  • the dressing unit 22 releases the restraint set in the underline UL of the front body FM and the back body BM (step S9).
  • the dressing unit 22 performs a contact analysis process according to the contact definition shown in FIG. 15 as in step S8, and deforms the front body FM and the back body BM.
  • the front and rear bodies are defined as contact with the human body model, but are not defined as contact with the intermediate model M3. Therefore, the front body FM and the back body BM are deformed so as to contact the human body model.
  • the left and right sleeves are defined as contact with the human body model, but are not defined as contact with the intermediate body models M1 and M2. Therefore, the left sleeve LS and the right sleeve RS are deformed so as to contact the human body model.
  • the left figure of FIG. 16 shows before the restraint is released, and the right figure shows after the restraint is released. As shown in FIG. 16, it can be seen that the underline UL is moved upward by releasing the constraint.
  • the clothing pressure calculation unit 23 obtains the clothing pressure of each element constituting the pattern model (step S10).
  • the clothing pressure can be calculated by dividing this force by the area of the element.
  • FIG. 17 is a table summarizing the contact definitions in steps S4 to S9.
  • the numbers on the first line in FIG. 17 indicate step numbers.
  • contact definition is made to the intermediate model M3 from step S5 to step S7, but the definition of contact to the intermediate model M3 is canceled after step S8, and the human body Only models have contact definitions.
  • the left and right sleeves are defined to be in contact with only the intermediate models M1 and M2 from step S4 to step S6, and after step S7, the contact is defined with only the human body model. .
  • each pattern model is first deformed so as to contact the intermediate model M3 and then deformed so as to contact the human body model. Thereby, each paper pattern model is deformed so as to come into contact with the human body model while the generation of wrinkles is suppressed.
  • FIG. 18 is a diagram showing a simulation result when the left sleeve is directly attached to the human body model without using the intermediate body model.
  • the clothing pressure of the cloth is indicated by the brightness. That is, the brighter the cloth, the more the cloth is swelled and the clothing pressure is lower. As shown in FIG. 18, it can be seen that a large number of wrinkles are generated when the left sleeve is attached without using the intermediate body model.
  • stitch points are set. For example, when the front body FM and the back body BM are stitched, each node on the side line SL and each node on the shoulder line KL are set as stitch points. Next, a stitching node of the back body corresponding to each stitching node of the front body FM is set.
  • the suture node F of interest of the front body FM and the suture node B of the back body BM associated with the suture node F will be described as an example. Note that the stitching contacts and the correspondence between the stitching contacts are determined in advance.
  • the dummy node D is set with the stitching node B as the initial position.
  • the displacement amount ⁇ d of the dummy node D is obtained.
  • the displacement amount ⁇ d is represented by the difference between the stitching node F and the dummy node D.
  • the displacement amounts ⁇ f, ⁇ b, ⁇ d of the stitching nodes F, B and the dummy node D are constrained by the following multipoint constraint equation.
  • the above stitching process can be realized by defining the definition of contact, stitching nodes, dummy nodes, multipoint constraint equations, etc. in ABAQUS.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the operation of the clothes simulation apparatus when spats are adopted as clothes.
  • the data acquisition unit 21 acquires a human body model, a paper pattern model, and a cloth model (step S21).
  • FIG. 20 is a diagram showing a human body model and a paper pattern model arranged in a virtual three-dimensional space.
  • the paper pattern model includes four paper pattern models: a paper pattern FS1 on the front side of the left foot, a paper pattern FS2 on the front side of the right foot, a paper pattern BS1 on the rear side of the left foot, and a paper pattern BS2 on the rear side of the right foot.
  • the paper patterns FS1 and FS2 are arranged at a predetermined distance away from the left and right feet of the human body model, and the paper patterns BS1 and BS2 are spaced apart from the left and right feet of the human body model by a predetermined distance. It can be seen that they are arranged in positions.
  • FIG. 21 is a diagram showing a human body model in which an intermediate model is arranged.
  • a cylinder C1 disposed so as to cover the entire part of the left foot, a cylinder C2 disposed so as to cover the entire part of the right foot, and the ridge line KDL1 are parallel to the left-right direction.
  • four intermediate body models are included, which are a left skeleton K1 and a right skeleton K2 that are arranged on the left waist so that the ridgeline KDL1 faces the foot.
  • the cylinders C1 and C2 are arranged such that the lower ends are located on the toes and the upper ends are located near the waistline.
  • the cylinder C1 is arranged so that the long axis overlaps the straight line connecting the left trochanter point and the left arch, and the cylinder C2 is long on the straight line connecting the right trochanter point and the right arch. It arrange
  • the cylinders C1 and C2 can adopt the length of the diameter of a circle having a larger area than the cross section of the foot having the maximum area as the length of the diameter.
  • the housing K1 is provided with a curved portion KD1, and the ridgeline KDL1 is arranged so as to pass through the crotch or slightly below the crotch and be parallel to the left-right direction.
  • the casing K1 is arranged such that the front upper edge KDL2 and the rear upper edge KDL3 are parallel to the bust line.
  • the housing K2 is arranged on the right side of the housing K1 so as to be continuous with the housing K1. Further, the right side of the bent portion KD1 of the casing K1 bites into the cylinder C1, and the left side of the bent portion KD1 of the casing K2 bites into the cylinder C2.
  • the dressing unit 22 gives the mechanical characteristics indicated by the cloth model to the nodes of each pattern model, and gives a predetermined external force.
  • the pattern paper FS1 is stretched leftward so that the side line SL of the pattern paper FS1 is positioned slightly forward of the left end of the casing K1 (step S24).
  • the pattern paper FS2 is stretched rightward so that the side line SL of the pattern paper FS2 is positioned slightly forward of the right end of the casing K2 (step S24).
  • the pattern paper BS1 is stretched leftward so that the side line SL of the pattern paper BS1 is located slightly behind the left end of the casing K1 (step S24). Further, as shown in FIG. 22, the pattern paper BS2 is stretched rightward so that the side line SL of the pattern paper BS2 is positioned slightly rearward of the right end of the housing K2 (step S24).
  • FIG. 23 is a table showing the definition of contact in step S24.
  • the patterns FS1 and FS2 and the patterns BS1 and BS2 are not defined in contact with the human body model, the cylinders C1 and C2, and the frames K1 and K2. Therefore, the pattern papers FS1 and FS2 and the pattern papers BS1 and BS2 are extended without being restricted by contact.
  • Such a process of extending the paper pattern model can be realized by giving the contact definition to ABAQUS and defining the position of the movement destination of each node.
  • the attaching unit 22 connects the side line SL of the pattern paper FS1 and the side line SL of the pattern paper BS1, and also the side line SL of the pattern paper FS2 and the side line SL of the pattern paper BS2.
  • a stitching process for connecting the two is performed (step S25).
  • the dressing unit 22 performs a suturing process in accordance with a predetermined contact definition shown in FIG.
  • the patterns FS1 and FS2 and the patterns BS1 and BS2 are not defined in contact with the human body model, but are defined in contact with the cylinders C1 and C2 and the casings K1 and K2. Therefore, the pattern papers FS1 and FS2 and the pattern papers BS1 and BS2 are stitched so as not to bite into the cylinders C1 and C2 and the casings K1 and K2.
  • the dressing unit 22 performs a contact analysis process according to the contact definition shown in FIG. 26, and deforms each pattern model (step S26).
  • the patterns FS1 and FS2 and the patterns BS1 and BS2 are not defined in contact with the human body model, but are defined in contact with the cylinders C1 and C2 and the casings K1 and K2. Therefore, the pattern paper FS1, FS2 and the pattern paper BS1, BS2 are deformed so as to come into contact with the cylinders C1, C2 and the casings K1, K2.
  • the top line TL and the underline UL of the patterns FS1, FS2, BS1, BS2 are constrained.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram of step S26.
  • the left side shows before processing, and the right side shows after processing.
  • each pattern model is deformed so as to contact the cylinders C1 and C2 and the casings K1 and K2.
  • the dressing unit 22 performs a waist position correction process for extending the top line TL of the paper patterns FS1, FS2, BS1, BS2 to a predetermined upper position (step S27).
  • the left diagram shows before correction
  • the right diagram shows after correction.
  • step S26 the dressing unit 22 executes the waist position correction process according to the definition of contact shown in FIG. Therefore, the waist pattern correction process is performed so that the paper patterns FS1, FS2, BS1, BS2 do not bite into the cylinders C1, C2 and the casings K1, K2.
  • waist position correction processing can be realized by defining contact in ABAQUS.
  • the dressing unit 22 performs a contact analysis process according to the contact definition shown in FIG. 29, and deforms each pattern model (step S28).
  • the patterns FS1, FS2, BS1, and BS2 are defined to be in contact with the human body model, but are not defined to be in contact with the cylinders C1 and C2 and the casings K1 and K2. Therefore, the paper patterns FS1, FS2, BS1, BS2 are deformed so as to come into contact with the human body model.
  • the top line TL and the underline UL are constrained.
  • FIG. 30 is an explanatory diagram of step S28.
  • the left side shows before processing, and the right side shows after processing.
  • each pattern model is deformed so as to come into contact with the human body model.
  • the dressing unit 22 further performs a waist position correction process for extending the top line TL of the paper patterns FS1, FS2, BS1, BS2 to a predetermined upper position (step S29).
  • the left diagram shows before correction
  • the right diagram shows after correction.
  • the dressing unit 22 executes the waist position correction process again according to the contact definition shown in FIG. 29, as in step S28. Therefore, the waist pattern correction process is performed on the paper patterns FS1, FS2, BS1, BS2 so as not to bite into the human body model.
  • the dressing unit 22 releases the restriction set in the underline UL of the paper patterns FS1, FS2, BS1, and BS2 (step S30).
  • the left diagram shows before the restraint is released, and the right diagram shows after the constraint is released.
  • the dressing unit 22 releases the constraint according to the definition of contact shown in FIG. 29, as in step S28. Therefore, the paper patterns FS1, FS2, BS1, BS2 are deformed so as not to bite into the human body model.
  • FIG. 32 it is understood that the underline UL is moved upward by releasing the constraint.
  • step S31 is the same as step S10, description thereof is omitted.
  • FIG. 33 is a table summarizing contact definitions in steps S24 to S30. Note that the numbers on the first line in FIG. 33 indicate step numbers. As shown in FIG. 33, the patterns FS1, FS2, BS1, and BS2 are defined to contact only the cylinders C1 and C2 and the casings K1 and K2 from step S25 to step S27. The definition of contact with C1 and C2 and the enclosures K1 and K2 is canceled, and only the human body model is defined with contact.
  • each paper pattern model is first deformed so as to contact the intermediate model composed of the cylinders C1, C2 and the casings K1, K2, and then deformed so as to contact the human body model. Thereby, each paper pattern model is deformed so as to come into contact with the human body model while the generation of wrinkles is suppressed.
  • T-shirts and spats are used as clothes.
  • the present invention is not limited to this, and other clothes such as swimwear, leotards, stockings, underwear, tights, supporters, and sportswear may be employed.
  • Long sleeves and short sleeves may be used as T-shirts.
  • a tank top may be adopted instead of the T-shirt.
  • the pattern model of the tank top is composed of a front body and a back body, and both sleeves do not exist. Therefore, only the intermediate body model M3 is set, and the intermediate body models M1 and M2 may be omitted.
  • the pattern model of spats is composed of four patterns on the front side of the left foot, the front side of the right foot, the rear side of the left foot, and the rear side of the right foot, but this is not restrictive. It is also possible to configure the pattern before and after the right foot with a single pattern.
  • a human body model in which the knee is bent or a human body model in which the elbow is bent may be adopted.
  • a cylindrical body bent in accordance with the bending of the elbow and knee may be employed as the intermediate model.
  • a cylinder and a casing have been shown, but the present invention is not limited to this, and any shape may be adopted as long as the surface has a gentle curved surface.
  • An elliptical shape, a polygonal pyramid shape such as a triangular pyramid and a quadrangular pyramid, or a conical shape may be employed.
  • T-shirts were used as clothes.
  • black KSD5980D (Case 1)
  • blue XLA7W533W (Case 2)
  • a material obtained by stitching XLA7W533W and KSD5980D (Case 3) were used.
  • the back body is made up of XLA7W533W at the center, sandwiched on both sides by KSD5980D, and the front and left and right sleeves are made up of KSD5980D.
  • FIG. 34 is a diagram showing a measurement site of clothing pressure.
  • FIG. 35 is a table showing experimental results. (A) to (c) show Case 1 to Case 3, respectively.
  • the measurement value indicates the actual measurement value of the clothing pressure by the pressure sensor
  • the analysis value indicates the analysis value of the clothing pressure obtained by the clothing simulation apparatus.
  • the chest, flank, and navel shown in FIG. 34 were measured for each of cases 1 to 3.
  • FIGS. 36 to 38 are graphs showing analysis values and actual measurement values on the bust line LLB shown in FIG. 34 in cases 1 to 3, respectively.
  • the vertical axis represents clothing pressure (kgf / mm 2 )
  • the horizontal axis represents the distance (mm) to each position of the bust line LLB when the center of the chest is 0
  • the black squares indicate analysis values
  • the white squares indicate actual measurement values.
  • the analysis value approximates the actual measurement value, and it can be seen that a good simulation result is obtained.
  • FIG. 39 and FIG. 41 are diagrams showing a measurement part of clothing pressure when spats are used as clothing.
  • 40 and 42 are graphs showing experimental results when using spats as clothes.
  • FIG. 40 shows the analysis value and the actual measurement value on the measurement line LL1 connecting the waist and the ankle on the front side of the right foot shown in FIG.
  • FIG. 42 shows the analysis value and the actual measurement value on the measurement line LL2 connecting the waist and the back of the right foot shown in FIG. 40 and 42
  • the vertical axis represents clothes pressure (kgf / mm 2 )
  • the horizontal axis represents the distance to each position on the measurement lines LL1 and LL2 when the ankle position is 0, and a triangle mark Indicates the measured value by the pressure sensor, and the square mark indicates the analysis value.

Abstract

【課題】人体に密着するような衣服の衣服圧を精度良く求める。 【解決手段】着付け部２２は、型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで型紙モデルを変形させて、衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける。ここで、着付け部２２は、人体モデルの所定の部位を覆うように中間体モデルを設定し、中間体モデルに接触するように型紙モデルを変形させた後、人体モデルに接触するように型紙モデルを変形させる。

Description

衣服シミュレーション装置、衣服シミュレーションプログラム、及び衣服シミュレーション方法
　本発明は、コンピュータシミュレーションにより衣服を人体モデルに着付ける技術に関するものである。
　衣服による適度な衣服圧は、運動機能性向上、体型補正、さらに緊張感の付与等の効果があり、衣服の快適性に大きく関係する。したがって、材料素材の高機能化に伴い、被服・医療・スポーツなどの分野において、人体と衣服との間に発生する接触圧（衣服圧）の評価が求められている。
　衣服圧の計測は、着衣状態において衣服下に受圧部を挿入して行われることが一般的である。しかしながら、受圧部を用いた場合、受圧部自身の影響による人体の変形等により、衣服圧を正確に計測することは困難である。また、高々、十数箇所の多点計測が限界であり、これでは衣服圧の分布を把握することは容易ではない。
　そこで、近年、コンピュータシミュレーションにより衣服圧を求める試みがなされている。非特許文献１には、衣服が人体を押す力と接触効力とが同じ大きさであるとして、接触抗力の計算を行い、その接触抗力を単位面積当たりの値に換算することで衣服圧を求める手法が開示されている。具体的には、布の力学特性（自重、曲げ特性、引っ張り特性）に基づく応力と歪みとの関係からポテンシャルエネルギーを定式化し、このポテンシャルエネルギーが最小値をとるときの布形状を予測し、接触抗力が算出されている。
　また、特許文献１には、予め与えられた衣服形状モデル及び人体形状モデルの接触の有無を判定ステップと、衣服に作用する重力を計算するステップとを繰り返すことによって衣服に作用する接触圧を求める手法が開示されている。
庭屋晴夫、今岡春樹、渋谷惇夫、相坂登、「布の接触圧の予測法」、ＳＥＮ－Ｉ　ＧＡＫＫＡＩＳＨＩ（報文）、ＶＯＬ４６、ＮＯ．６（１９９０）、２２９～２３２頁 特開平９－３４９５２号公報
　しかしながら、非特許文献１では、ポテンシャルエネルギーが用いられているが、このポテンシャルエネルギーの曲線の傾きは布の伸び及び歪みにより生じる伸び回復力に強く依存している。そのため、布の伸び及び歪みが小さくても、大きな伸び回復力が算出され、この大きな伸び回復力が衣服圧の計算誤差の原因となってしまう。
　すなわち、実際の布では、大きな応力が加えられても、経糸及び緯糸方向には小さな歪みしか生じないが、非特許文献１の手法では、小さな応力が加えられているにもかかわらず、大きな伸び回復力が算出されるため、この大きな伸び回復力によって衣服圧の計算誤差が発生し、精度良く衣服圧を求めることができないという問題がある。
　また、特許文献１では、人体形状モデルと衣服モデルとが１ｃｍ程度接近すると、接触すると判定されているため、人体に密着するような衣服の衣服圧を精度良く求めることができないという問題がある。
　本発明の目的は、人体に密着するような衣服の衣服圧を精度良く求めることができる衣服シミュレーションに関する技術を提供することである。
　（１）本発明による衣服シミュレーション装置は、人体の３次元形状を示す人体モデルを取得する人体モデル取得手段と、前記人体モデルに仮想的に着付ける衣服の型紙の２次元形状を示す型紙モデルを取得する型紙モデル取得手段と、前記衣服を構成する布の力学特性を示す布モデルを取得する布モデル取得手段と、前記型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に前記布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで前記型紙モデルを変形させて、前記衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける着付け手段と、前記着付け手段により着付けられた衣服が前記人体モデルに仮想的に及ぼす衣服圧を算出する衣服圧算出手段とを備え、前記着付け手段は、前記人体モデルの所定の部位を覆うように形成された中間体モデルを設定し、前記中間体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させた後、前記人体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させることを特徴とする。
　本発明による衣服シミュレーションプログラムは、人体の３次元形状を示す人体モデルを取得する人体モデル取得手段と、前記人体モデルに仮想的に着付ける衣服の型紙の２次元形状を示す型紙モデルを取得する型紙モデル取得手段と、前記衣服を構成する布の力学特性を示す布モデルを取得する布モデル取得手段と、前記型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に前記布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで前記型紙モデルを変形させて、前記衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける着付け手段と、前記着付け手段により着衣された型紙モデルが前記人体モデルに仮想的に及ぼす衣服圧を算出する衣服圧算出手段としてコンピュータを機能させ、前記着付け手段は、前記人体モデルの所定の部位を覆うように形成された中間体モデルを設定し、前記中間体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させた後、前記人体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させることを特徴とする。
　本発明による衣服シミュレーション方法は、コンピュータが、人体の３次元形状を示す人体モデルを取得する人体モデル取得ステップと、コンピュータが、前記人体モデルに仮想的に着付ける衣服の型紙の２次元形状を示す型紙モデルを取得する型紙モデル取得ステップと、コンピュータが、前記衣服を構成する布の力学特性を示す布モデルを取得する布モデル取得ステップと、コンピュータが、前記型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に前記布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで前記型紙モデルを変形させて、前記衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける着付けステップと、コンピュータが、前記着付けステップにより着衣された型紙モデルが前記人体モデルに仮想的に及ぼす衣服圧を算出する衣服圧算出ステップとを備え、前記着付けステップは、前記着付け手段は、前記人体モデルの所定の部位を覆うように形成された中間体モデルを設定し、前記中間体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させた後、前記人体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させることを特徴とする。
　これらの構成によれば、型紙モデルに布モデルにより示される力学特性が付与され、人体モデルの所定の部位を覆うように中間体モデルが設定され、有限要素法を用いて型紙モデルの各要素の運動方程式が解かれ、型紙モデルが中間体モデルに接触するように変形される。次に、中間体モデルに接触するように変形された型紙モデルが人体モデルに接触するように変形される。
　すなわち、型紙モデルは、中間体モデルに接触するように変形された後、人体モデルに接触されるように変形されているため、運動方程式の解が収束しやすくなり、型紙モデル
を人体モデルに接触するように変形させた場合に発生する皺を少なくすることができる。よって、下着等の人体に密着するような衣服の衣服圧を精度良く求めることができる。
　（２）前記布モデルは、母材と、前記母材を補強するために前記母材内において経方向に配列された経リバーと、前記母材を補強するために前記母材内において緯方向に配列された緯リバーとからなるシェルリバー構造を模擬したものであり、前記布モデルは、前記母材の剛性である母材剛性成分と、前記経リバーの剛性である経リバー剛性成分と、前記緯リバーの剛性である緯リバー剛性成分とにより布の剛性を表し、前記母材剛性成分は、現実の布のバイアス方向の剛性を基に算出され、前記経リバー剛性成分は、現実の布の経方向の剛性と前記母材剛性成分との差分が付与され、前記緯リバー剛性成分は、前記現実の布の緯方向の剛性と前記母材剛性成分との差分が付与されていることが好ましい。
　この構成によれば、母材剛性成分は、現実の布のバイアス方向の剛性を基に算出され、経リバー剛性成分は、現実の布の経方向の剛性と母材剛性成分との差分が付与されているため、布を経方向に引っ張った場合、母材剛性成分が相殺されて、布の剛性が現実の布の経方向の剛性のみにより表される。また、布を緯方向に引っ張った場合も、経方向と同様、母材剛性成分が相殺されて、布の剛性が現実の布の緯方向の剛性のみにより表される。よって、布の剛性を精度良く再現する布モデルを提供することができる。
　（３）前記中間体モデルは、表面がなだらかな曲面形状を有することが好ましい。
　この構成によれば、中間体モデルは表面がなだらかな曲面形状を有しているため、運動方程式の解がより収束しやすくなり、皺の発生を抑制しつつ、型紙モデルを人体モデルに密着するように変形することができる。
　（４）前記中間体モデルは、円筒状、楕円体状、鞍状、多角錐状、又は円錐状であることが好ましい。
　この構成によれば、中間体モデルとして凹凸の少ない筒状、楕円体状、鞍状、多角錐状、又は円錐状のものが採用されているため、運動方程式の解がより収束しやすくなり、皺の発生を抑制しつつ、型紙モデルを人体モデルに密着するように変形することができる。
　（５）前記母材剛性成分は、超弾性によるひずみエネルギー関数を基に算出されることが好ましい。
　この構成によれば、母材剛性成分として超弾性のひずみエネルギー関数と、現実の布のヤング率とを基に布のバイアス方向の剛性が算出されているため、既存の数理モデルを用いて母材剛性成分を表すことができる。
　（６）前記衣服は、上半身用衣服であり、前記型紙モデルは、前身頃、後身頃、左袖、及び右袖の型紙モデルを含み、前記着付け手段は、前記人体モデルの左腕の部位と右腕の部位とに円筒形の中間体モデルを設定し、かつ、軸方向が両肩の部位を結ぶ直線に沿うように円筒形の中間体モデルを設定することが好ましい。
　この構成によれば、前身頃、後身頃、左袖、右袖からなるＴシャツを人体モデルに密着するように着付けることができる。
　（７）前記衣服は、上半身用衣服であり、前記型紙モデルは、前身頃及び後身頃の型紙モデルを含み、前記着付け手段は、軸方向が前記人体モデルの両肩の部位を結ぶ直線に沿うように円筒形の中間体モデルを設定することが好ましい。
　この構成によれば、前身頃、後身頃からなるタンクトップを人体モデルに密着するように着付けることができる。
　（８）前記衣服は、下半身用衣服であり、前記型紙モデルは、左足及び右足の型紙モデルを含み、前記着付け手段は、前記人体モデルの左足の部位と右足の部位とに円筒形の中間体モデルを設定すると共に、稜線が左右方向と平行、かつ、稜線側が足側を向くように鞍状の中間体モデルを前記人体モデルの腰の部位に設定することが好ましい。
　この構成によれば、左足の前側、右足の前側、左足の後側、及び右足の後側からなる下半身用衣服を人体モデルに密着するように着付けることができる。
　本発明によれば、下着等の人体に密着するような衣服の衣服圧を精度良く求めることができる。
本発明の実施の形態による衣服シミュレーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図１に示す衣服シミュレーション装置の機能ブロック図である。 衣服としてＴシャツを採用した場合の衣服シミュレーション装置の動作を示すフローチャートである。 布モデルの説明図である。 （ａ）は荷重－伸度特性を示すグラフであり、（ｂ）は公称応力－公称ひずみ特性を示すグラフである。 母材の真応力－対数ひずみ特性を示したグラフである。 仮想３次元空間に配置された人体モデル及び型紙モデルを示した図である。 中間体モデルが配置された人体モデルを示した図である。 ステップＳ４の説明図である。 接触の定義を示す表である。 ステップＳ５の説明図である。 接触の定義を示す表である。 ステップＳ７の説明図である。 接触の定義を示す表である。 接触の定義を示す表である。 ステップＳ９の説明図である。 ステップＳ４～Ｓ９における接触の定義をまとめた表である。 中間体モデルを介さずに人体モデルに直接、左袖を着付けた場合のシミュレーション結果を示した図である。 衣服としてスパッツを採用した場合の衣服シミュレーション装置の動作を示すフローチャートである。 仮想３次元空間に配置された人体モデル及び型紙モデルを示した図である。 中間体モデルが配置された人体モデルを示した図である。 ステップＳ２４の説明図である。 接触の定義を示す表である。 ステップＳ２５の説明図である。 接触の定義を示す表である。 接触の定義を示す表である。 ステップＳ２６の説明図である。 ステップＳ２７の説明図である。 接触の定義を示す表である。 ステップＳ２８の説明図である。 ステップＳ２９の説明図である。 ステップＳ３０の説明図である。 ステップＳ２４～Ｓ３０における接触の定義をまとめた表である。 衣服圧の測定部位を示した図である。 実験結果を示した表である。 ケース１においてバストラインＬＬＢ上での解析値と実測値とを示したグラフである。 ケース２においてバストラインＬＬＢ上での解析値と実測値とを示したグラフである。 ケース３においてバストラインＬＬＢ上での解析値と実測値とを示したグラフである。 衣服としてスパッツを用いた場合の衣服圧の測定部位を示した図である。 衣服としてスパッツを用いた場合の実験結果を示したグラフである。 衣服としてスパッツを用いた場合の衣服圧の測定部位を示した図である。 衣服としてスパッツを用いた場合の実験結果を示したグラフである。
符号の説明
１０　操作部
２０　制御部
２１　データ取得部
２２　着付け部
２３　衣服圧算出部
３０　記憶部
３１　人体モデル記憶部
３２　型紙モデル記憶部
３３　布モデル記憶部
４０　表示制御部
５０　表示部
　以下、本発明の実施の形態による衣服シミュレーション装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態による衣服シミュレーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本衣服シミュレーション装置は、通常のコンピュータ等から構成され、入力装置１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４、外部記憶装置５、表示装置６、及び記録媒体駆動装置７を備える。入力装置１、ＲＯＭ２、ＣＰＵ３、ＲＡＭ４、外部記憶装置５、表示装置６、及び記録媒体駆動装置７は内部のバスに接続され、このバスを介して種々のデータ等が入出され、ＣＰＵ３の制御の下、種々の処理が実行される。
　入力装置１は、キーボード、マウス等から構成され、ユーザが種々のデータを入力するために使用される。ＲＯＭ２には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）等のシステ
ムプログラムが記憶される。外部記憶装置５は、ハードディスクドライブ等から構成され、所定のＯＳ（Operating System）及び衣服シミュレーションプログラムが記憶される。ＣＰＵ３は、外部記憶装置５からＯＳ等を読み出し、各ブロックの動作を制御する。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ３の作業領域等として用いられる。
　表示装置６は、液晶表示装置等から構成され、ＣＰＵ３の制御の下に種々の画像を表示する。記録媒体駆動装置７は、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、フレキシブルディスクドライブ等から構成される。
　なお、本衣服シミュレーションプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８に格納されて市場に流通される。ユーザはこの記録媒体８を記録媒体駆動装置７に読み込ませることで、衣服シミュレーションプログラムをコンピュータにインストールする。また、衣服シミュレーションプログラムをインターネット上のサーバに格納し、このサーバからダウンロードすることで、衣服シミュレーションプログラムをコンピュータにインストールしてもよい。
　図２は、図１に示す衣服シミュレーション装置の機能ブロック図である。衣服シミュレーション装置は、操作部１０、制御部２０、記憶部３０、表示制御部４０、及び表示部５０を備えている。操作部１０は、図１に示す入力装置１により構成され、ユーザからの種々の操作入力を受け付ける。
　制御部２０は、図１に示すＣＰＵ３により構成され、データ取得部２１（人体モデル取得手段、型紙モデル取得手段、及び布モデル取得手段の一例に相当）、着付け部２２（着付け手段の一例に相当）、及び衣服圧算出部２３（衣服圧算出手段の一例に相当）を備えている。これらの機能は、ＣＰＵが衣服シミュレーションプログラムを実行することで実現される。
　データ取得部２１は、人体の３次元形状を示す人体モデルを取得する。ここで、人体モデルは、実際の人間やマネキンの３次元的に計測することで得られ、人体表面の形状を例えば３次元のポリゴンメッシュを用いて表す。
　また、データ取得部２１は、人体モデルに仮想的に着付ける衣服の型紙の２次元形状を示す型紙モデルを取得する。ここで、型紙モデルとしては、例えばアパレルＣＡＤによりモデリングされたものを採用することができる。
　また、データ取得部２１は、衣服を構成する布の力学特性を示す布モデルを取得する。図４は、布モデルの説明図である。布モデルは、母材Ａ１と、母材Ａ１を補強するために母材Ａ１内において経方向に配列された経リバーＡ２と、母材Ａ１を補強するために母材Ａ１内において緯方向に配列された緯リバーＡ３とからなるシェルリバー構造を模擬したものである。ここで、シェルリバー構造は、鉄筋コンクリートに用いられる構造である。
　そして、布モデルは、母材Ａ１の剛性である母材剛性成分ＥＢと、経リバーＡ２の剛性である経リバー剛性成分ＥＴ´と、緯リバーＡ３の剛性である緯リバー剛性成分ＥＷ´とにより布の剛性を表す。
　母材剛性成分ＥＢは、現実の布のバイアス方向の剛性を基に算出され、経リバー剛性成分ＥＴ´は、現実の布の経方向の剛性ＥＴと母材剛性成分ＥＢとの差分（＝ＥＴ－ＥＢ）が付与され、緯リバー剛性成分ＥＷ´は、現実の布の緯方向の剛性ＥＷと母材剛性成分ＥＢとの差分（＝ＥＷ－ＥＢ）が付与されている。
　そのため、布を経方向に引っ張った場合、母材剛性成分ＥＢが相殺されて、布の剛性が剛性ＥＴのみにより表される。また、布を緯方向に引っ張った場合も、経方向と同様、母材剛性成分が相殺されて、布の剛性が剛性ＥＷのみにより表される。よって、布の剛性を精度良く再現する布モデルを提供することができる。
　図２に戻り、着付け部２２は、型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで型紙モデルを変形させて、衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける。
　ここで、着付け部２２は、人体モデルの所定の部位を覆うように形成された中間体モデルを設定し、中間体モデルに接触の定義を行い運動方程式を解き、中間体モデルに接触するように型紙モデルを変形させた後、人体モデルに接触の定義を行い運動方程式を解き、人体モデルに接触するように型紙モデルを変形させる。
　これにより、型紙モデルは、中間体モデルに接触するように変形された後、人体モデルに接触されるように変形されるため、運動方程式の解が収束しやすくなり、型紙モデルを人体モデルに接触するように変形させた場合に発生する皺を少なくすることができる。なお、中間体モデルとして円筒形を用いることが好ましい。中間体モデルとして凹凸の少ない円筒形を採用することで、運動方程式の解をより収束しやすくすることができる。
　衣服圧算出部２３は、着付け部２２により着付けられた衣服が人体モデルに仮想的に及ぼす衣服圧を型紙モデルに設定された要素毎に算出する。
　表示制御部４０は、ＣＰＵ３により構成され、制御部２０の制御の下、種々の画像を表示部５０に表示する。ここで、表示制御部４０は、着付け部２２により変形された衣服モデルが、衣服圧算出部２３により算出された衣服圧を衣服圧の大きさに応じた輝度で３次元的に表されるような衣服圧をグラフィカルに表示する画像を生成し、表示部５０に表示してもよい。また、衣服圧を数値により表示部５０に表示してもよい。この場合、各要素の衣服圧を表形式で示す画像を表示部５０に表示すればよい。また、衣服圧の知りたい部位をユーザに選択させるための操作画像を表示部５０に表示させ、操作部１０を用いてユーザにより選択された部位の衣服圧をグラフィカル又は数値により表示してもよい。
　記憶部３０は、外部記憶装置５により構成され、人体モデル記憶部３１、型紙モデル記憶部３２、及び布モデル記憶部３３を備えている。人体モデル記憶部３１～布モデル記憶部３３は、データ取得部２１により取得された人体モデル、型紙モデル、及び布モデルを記憶する。
　表示部５０は、表示装置６により構成され、制御部２０の制御の下、種々の画像を表示する。
　次に、布モデルの作成手順について説明する。まず、シミュレーションに用いられる衣服を構成する実際の布の荷重と伸度との関係を示す荷重－伸度特性を実験により求める。具体的には、２５ｍｍ×５ｍｍのサイズの実際の布を経方向、緯方向、及びバイアス方向に伸ばしていくテンシロン試験を行うことで、経方向、緯方向、及びバイアス方向の荷重－伸度特性を示す試験データを得る。なお、バイアス方向としては４５度を採用する。
　図５（ａ）は荷重－伸度特性を示すグラフであり、縦軸は荷重（ｇ／ｃｍ）を示し、横軸は伸度（％）を示している。図５（ａ）において、左、中央、及び右の曲線は、それぞれ経方向、緯方向、及びバイアス方向の荷重－伸度特性を示している。
　次に、荷重－伸度特性を示す試験データの単位を変換し、公称応力－公称ひずみ特性を示す試験データを求める。図５（ｂ）は公称応力－公称ひずみ特性を示すグラフであり、縦軸は公称応力（ｋｇｆ／ｍｍ２）を示し、横軸は公称ひずみを示している。図５（ｂ）において、左、中央、及び右の曲線は、それぞれ経方向、緯方向、及びバイアス方向の公称応力－公称ひずみ特性を示している。
　次に、バイアス方向の公称応力－公称ひずみ特性を示す試験データにカーブフィッティングを行いバイアス方向の公称応力－公称ひずみ特性を示す関数を求める。
　次に、バイアス方向の公称応力－公称ひずみ特性を示す関数の初期勾配から、布のバイアス方向のヤング率Ｅを求める。ここで、初期勾配としては、公称ひずみが例えば０．１のときのバイアス方向の公称応力－公称ひずみ特性の関数の傾きを採用することができる。
　次に、ヤング率Ｅを６で除したＥ／６を求める。次に、母材Ａ１の数理モデルとして採用されたＮｅｏ－ｈｏｏｋｅａｎ（超弾性の一例）のひずみエネルギー関数の２階偏微分導関数にＥ／６を代入することで母材剛性成分ＥＢを算出する。なお、Ｎｅｏ－ｈｏｏｋｅａｎは、ゴム等の等方性弾性体のひずみとエネルギーとの関係等を示す数理モデルである。
　なお、母剤Ａ１の数理モデルとしては、Ｎｅｏ－ｈｏｏｋｅａｎに限定されず、例えば、Ogden又はMooney-Rivlin等を採用してもよい。
　ここで、Ｎｅｏ－ｈｏｏｋｅａｎのひずみエネルギー関数Ｗｎｅｏのひずみによる２階偏微分導関数∂２Ｗｎｅｏ／∂ε２は、Ｃ１０（Ｉ１－３）＝２Ｃ１０（２ｅ２ε＋ｅ－ε）で表される。そして、材料定数であるＣ１０にＥ／６を代入することで母材剛性成分ＥＢを算出することができる。
　次に、図５（ｂ）に示す経方向及び緯方向の公称応力－公称ひずみ特性を示す試験データの単位を変換し、経方向及び緯方向の真応力－対数ひずみ特性を求める。次に、経方向及び緯方向の真応力－対数ひずみ特性を示す試験データを所定の関数を用いてカーブフィッティングし、経方向及び緯方向の真応力－対数ひずみ特性を示す関数を求める。ここで、所定の関数として、例えば二次関数を採用することができる。以下、経方向及び緯方向の真応力－対数ひずみ特性を示す関数を、それぞれＡ´ε２＋Ｂ´ε＋Ｃ´及びＡε２＋Ｂε＋Ｃで表す。
　次に、経方向の公称応力－対数ひずみ特性を示す関数と母材剛性成分ＥＢとの差分により得られる関数を経リバー剛性成分ＥＴ´として算出する。
　次に、緯方向の公称応力－対数ひずみ特性を示す関数と母材剛性成分ＥＢとの差分により得られる関数を緯リバー剛性成分ＥＷ´として算出する。
　図６は、母材の真応力－対数ひずみ特性を示したグラフであり、縦軸は真応力（ｋｇｆ／ｍｍ２）を示し、緯軸は対数ひずみを示している。図６（ａ）に示すＥＴ－ＥＢで示される関数が経リバー剛性成分ＥＴ´を示し、図６（ｂ）に示すＥＷ－ＥＢが緯リバー剛性成分ＥＷ´を示している。
　以上により母材剛性成分ＥＢ、経リバー剛性成分ＥＴ´、及び緯リバー剛性成分ＥＷ´が算出される。
　次に、着付け部２２の処理の詳細について説明する。まず、衣服モデルにより示される力学特性からＤマトリックス（応力－ひずみマトリックス）を生成する。ここで、Ｄマトリックスは、式（１）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　（σ）は応力ベクトルを示し、（ε）はひずみベクトルを示す。ｘは緯糸方向、ｙは経糸方向、ｚはｘ，ｙに直交する方向を示している。
　Ｅ１１＝母材剛性成分ＥＢ＋緯リバー剛性成分ＥＷ´
　　　＝∂２Ｗｎｅｏ／∂ε２＋ＥＷ´
　　　＝２Ｃ１０（２ｅ２ε＋ｅ－ε）＋（Ａε２＋Ｂε＋Ｃ）
　Ｅ２２＝母材剛性成分ＥＢ＋経リバー剛性成分ＥＴ´
　　　＝∂２Ｗｎｅｏ／∂ε２＋ＥＴ´
　　　＝２Ｃ１０（２ｅ２ε＋ｅ－ε）＋（Ａ´ε２＋Ｂ´ε＋Ｃ´）
　Ｅｉｊ＝∂２Ｗｎｅｏ／∂εｉ∂εｊ　（ＥＸ：Ｅ１２＝∂２Ｗｎｅｏ／∂ε１∂ε２）
　すなわち、着付け部２２は、布モデルのＥＢ、ＥＷ´、ＥＴ´をＤマトリックスに代入することで、型紙モデルに、布モデルで示される力学特性を付与する。
　以後、着付け部２２は、有限要素法を用いて、型紙モデル及び中間体モデルを接触対象として適宜定義して型紙モデルの各要素の運動方程式を解くことで、型紙モデルを変形する。このような有限要素法により型紙モデルを変形させることは、例えば、有限要素法ソフトウェアであるＡＢＡＱＵＳを用いることで実現することができる。この場合、ＡＢＡＱＵＳにおいて、Ｄマトリックス、型紙モデル、及び接触対象となる中間体モデル及び人体モデル、外力等を定義すれば、型紙モデルを中間体モデル及び人体モデルに接触するように変形させることができる。
　次に、衣服として上半身用衣服の一例であるＴシャツを採用した場合の衣服シミュレーション装置の動作について説明する。図３は、衣服としてＴシャツを採用した場合の衣服シミュレーション装置の動作を示すフローチャートである。まず、データ取得部２１は、人体モデル、型紙モデル、及び布モデルを取得する（ステップＳ１）。
　次に、着付け部２２は、人体モデル及び型紙モデルを仮想３次元空間内の所定の初期位置に配置する（ステップＳ２）。図７は、仮想３次元空間に配置された人体モデル及び型紙モデルを示した図である。本フローチャートでは、衣服としてＴシャツが採用されている。そのため、型紙モデルには、前身頃ＦＭ、後身頃ＢＭ、左袖ＬＳ、及び右袖ＲＳの４つの型紙モデルが含まれる。
　図７に示すように、前身頃ＦＭは、人体モデルの上半身の胸から前方に所定距離離間した位置に配置され、後身頃ＢＭは人体モデルの上半身の背中から後方に所定距離離間した位置に配置されていることが分かる。また、左袖ＬＳは人体モデルの左肩の上方に配置され、右袖ＲＳは人体モデルの右方の上方に配置されていることが分かる。
　次に、着付け部２２は、仮想３次元空間内の所定の初期位置に中間体モデルを配置する（ステップＳ３）。図８は中間体モデルが配置された人体モデルを示した図である。図８に示すように、中間体モデルとしては、円筒状のものが採用され、左腕の部位の全域を覆うように配置された中間体モデルＭ１、右腕の部位の全域を覆うように配置された中間体モデルＭ２、両肩の部位を結ぶ直線に軸方向が沿うように配置され、腕と肩との接合部位を覆うように配置された中間体モデルＭ３との３つの中間体モデルが含まれる。
　具体的には、中間体モデルＭ１は、軸方向の長さとして、左の指先点Ｐ１から左の肩先点Ｐ２までの距離、又はその距離に多少のマージンを付与した距離を採用することができる。また、中間体モデルＭ１は、直径の長さとして、指先点Ｐ１から肩先点Ｐ２までの左腕の部位において面積が最大となる断面よりも広い面積の円の直径の長さを採用することができる。
　また、中間体モデルＭ１は、左の肩先点Ｐ２における左腕の断面の中心点と、指先点Ｐ１とを結ぶ直線上に長軸が重なるように配置される。
　中間体モデルＭ２の軸方向の長さ及び半径も中間体モデルＭ１と同様に、右腕の部位のサイズに基づいて得られる値を採用することができる。また、中間体モデルＭ２も中間体モデルＭ１と同様に配置される。
　中間体モデルＭ３は、軸方向の長さとして、肩幅線Ｌ１と頸側点Ｐ４との距離又はその距離に多少のマージンを加えた距離を採用することができる。また、中間体モデルＭ３は、長軸が肩幅線Ｌ１に重なるように配置される。また、中間モデルＭ３の直径の長さとしては、肩先点Ｐ２における左腕の断面の外接円の直径または、その直径に多少のマージンを加えた値を採用することができる。図８では、中間体モデルＭ３は下方側の領域が人体モデルに食い込んでいる。
　次に、着付け部２２は、各型紙モデルの節点に布モデルにより示される力学特性を付与し、かつ、重力等の所定の外力を与える。そして、図９に示すように前身頃ＦＭの左のサイドラインＳＬと後身頃ＢＭの左のサイドラインＳＬとが所定距離まで近づき、かつ、前身頃ＦＭの右のサイドラインＳＬと後身頃ＢＭの右のサイドラインＳＬとが所定距離まで近づくように、前身頃ＦＭ及び後身頃ＢＭを引き延ばす（ステップＳ４）。
　また、着付け部２２は、左袖ＬＳの前方のサイドラインＳＬ（図７参照）と後方のサイドラインＳＬとが所定距離まで近き、かつ、中間体モデルＭ１を覆うように左袖ＬＳを引き延ばす。右袖ＲＳも左袖ＬＳと同様にして引き延ばす。
　ここで、着付け部２２は、図１０に示す予め定められた接触の定義に従って、各型紙モデルを引き延ばす。図１０は、ステップＳ４における接触の定義を示す表である。
　図１０の１，２行目に示すように、前後身頃は、人体モデルと中間体モデルＭ３と接触の定義がなされていない。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは接触の制約を受けずに引き延ばされる。
　また、３，４行目に示すように左右袖は、人体モデルとは接触の定義がなされていないが、中間体モデルＭ１，Ｍ２とは接触の定義がなされている。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは、中間体モデルＭ１，Ｍ２に食い込まないように引き延ばされる。
　なお、本実施の形態では、中間体モデルＭ１～Ｍ３が人体モデルに食い込んだ領域は人体モデルが優先されるように接触の定義がなされている。また、このような、型紙モデルを引き延ばす処理は、ＡＢＡＱＵＳに接触の定義を与えると共に、各節点の移動先の位置等を定義すれば実現することができる。
　次に、着付け部２２は、図１１に示すように、前身頃ＦＭの左右の肩ラインＫＬと後身頃の左右の肩ラインＫＬとを接続する縫合処理を行い、かつ、前身頃ＦＭの左右のサイドラインＳＬと後身頃の左右のサイドラインＳＬとを接続する縫合処理を行う（ステップＳ５）。
　また、着付け部２２は、図１１に示すように、左袖ＬＳのサイドラインＳＬ同士を縫合する縫合処理を行い、かつ、右袖ＲＳのサイドライン同士を縫合する縫合処理を行う（ステップＳ５）。縫合処理の詳細については後述する。
　ここで、着付け部２２は、図１２に示す予め定められた接触の定義に従って縫合処理を行う。図１２の１，２行目に示すように、前後身頃は、人体モデルと中間体モデルＭ３と接触の定義がなされている。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは人体モデルと中間体モデルＭ３とに食い込まないように縫合処理が行われる。
　また、図１２の３，４行目に示すように左右袖は、人体モデルとは接触の定義がなされていないが、中間体モデルＭ１，Ｍ２とは接触の定義がなされている。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは、中間体モデルＭ１，Ｍ２に食い込まないように縫合処理が行われる。
　次に、着付け部２２は、図１２に示す接触の定義に従って、接触解析処理を実行し、各型紙モデルを変形する（ステップＳ６）。図１２の１，２行目に示すように、前後身頃は、人体モデルと中間体モデルＭ３と接触の定義がなされている。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは人体モデルと中間体モデルＭ３とに接触するように変形される。なお、このような接触解析処理はＡＢＡＱＵＳにおいて接触の定義を行えば実現することができる。また、この場合、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとのアンダーラインＵＬが拘束されている。
　また、３，４行目に示すように左右袖は、人体モデルとは接触の定義がなされていないが、中間体モデルＭ１，Ｍ２とは接触の定義がなされている。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは、中間体モデルＭ１，Ｍ２に接触するように変形される。
　次に、着付け部２２は、図１３に示すように左袖ＬＳと前身頃ＦＭ及び後身頃ＢＭとを接続する縫合処理を行い、かつ、右袖ＲＳと前身頃ＦＭ及び後身頃ＢＭとを接続する縫合処理を行う（ステップＳ７）。なお、図１３において左側の図は縫合処理前を示し、右側の図は縫合処理後を示している。
　ここで、着付け部２２は、図１４に示す接触の定義に従って縫合処理を実行する。図１４の１，２行目に示すように、前後身頃は、人体モデルと中間体モデルＭ３と接触の定義がなされている。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは人体モデルと中間体モデルＭ３とに食い込まないように縫合処理が行われる。
　また、図１４の３，４行目に示すように左右袖は、人体モデルと接触の定義がなされているが、中間体モデルＭ１，Ｍ２とは接触の定義がなされていない。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは、人体モデルに食い込まないように縫合処理が行われる。
　次に、着付け部２２は、図１５に示す接触の定義に従って、接触解析処理を実行し、各型紙モデルを変形する（ステップＳ８）。図１５の１，２行目に示すように、前後身頃は、人体モデルと接触の定義がなされているが、中間体モデルＭ３とは接触の定義がなされていない。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは人体モデルに接触するように変形される。
　また、３，４行目に示すように左右袖は、人体モデルとは接触の定義がなされているが、中間体モデルＭ１，Ｍ２とは接触の定義がなされていない。よって、左袖ＬＳと右袖ＲＳとは、人体モデルに接触するように変形される。
　次に、着付け部２２は、図１６に示すように、前身頃ＦＭ及び後身頃ＢＭのアンダーラインＵＬに設定されていた拘束を解除する（ステップＳ９）。この場合、着付け部２２は、ステップＳ８と同様、図１５に示す接触の定義に従って接触解析処理を実行し、前身頃ＦＭ及び後身頃ＢＭを変形する。
　図１５の１，２行目に示すように、前後身頃は、人体モデルと接触の定義がなされているが、中間体モデルＭ３とは接触の定義がなされていない。よって、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとは人体モデルに接触するように変形される。
　また、図１５の３，４行目に示すように左右袖は、人体モデルと接触の定義がなされているが、中間体モデルＭ１，Ｍ２とは接触の定義がなされていない。よって、左袖ＬＳと右袖ＲＳとは、人体モデルに接触するように変形される。なお、図１６の左側の図は拘束解除前を示し、右側の図は拘束解除後を示している。図１６に示すように拘束を解除することで、アンダーラインＵＬが上方に移動していることが分かる。
　図３に戻り、衣服圧算出部２３は、型紙モデルを構成する各要素の衣服圧を求める（ステップＳ１０）。なお、ＡＢＡＱＵＳでは、各要素の力が算出されるため、この力を要素の面積で割ることで、衣服圧を算出することができる。
　図１７は、ステップＳ４～Ｓ９における接触の定義をまとめた表である。なお、図１７の１行目の数字はステップ番号を示している。図１７に示すように、前後身頃は、ステップＳ５からステップＳ７までは中間体モデルＭ３に接触の定義がなされているが、ステップＳ８以降、中間体モデルＭ３への接触の定義が解除され、人体モデルのみ接触の定義がなされている。
　また、図１７に示すように、左右袖は、ステップＳ４からステップＳ６までは中間体モデルＭ１，Ｍ２のみと接触の定義がなされ、ステップＳ７以降は、人体モデルのみと接触の定義がなされている。
　つまり、各型紙モデルは、まず、中間体モデルＭ３に接触するように変形された後、人体モデルに接触するように変形されていることが分かる。これにより、各型紙モデルは、皺の発生が抑制されながら、人体モデルに接触するように変形されることになる。
　図１８は、中間体モデルを介さずに人体モデルに直接、左袖を着付けた場合のシミュレーション結果を示した図である。図１８においては、明るさにより布の衣服圧が示されている。すなわち、明るい箇所ほど布がふくらんでおり、衣服圧が低くなっている。図１８に示すように、中間体モデルを介さずに左袖を着付けた場合、多数の皺が発生していることが分かる。
　次に、縫合処理について説明する。まず、縫合点が設定される、例えば、前身頃ＦＭと後身頃ＢＭとを縫合する場合、サイドラインＳＬ上の各節点と、肩ラインＫＬ上の各節点が縫合点として設定される。次に、前身頃ＦＭの各縫合節点に対応する後身頃の縫合節点が設定される。以下、前身頃ＦＭの注目する縫合節点Ｆと縫合節点Ｆに対応付けられた後身頃ＢＭの縫合節点Ｂとを例に挙げて説明する。なお、縫合接点及び縫合接点同士の対応付けは予め定められている。
　まず、縫合節点Ｂを初期位置としてダミー節点Ｄを設定する。次に、ダミー節点Ｄの変位量Δｄを求める。ここで、変位量Δｄは縫合節点Ｆとダミー節点Ｄとの差分により表される。
　Δｄ＝－（Ｆ－Ｄ）
　次に、縫合節点Ｆの変位量Δｆを求める。
　Δｆ＝Δｄ／２＝－（Ｆ－Ｄ）／２
　次に、縫合節点Ｆの移動後の縫合接点Ｆ´を求める。
　Ｆ´＝Ｆ＋Δｆ＝（Ｆ＋Ｄ）／２
　次に、縫合節点Ｂの変位量Δｂを求める。
　ここで、縫合節点Ｆ，Ｂ及びダミー節点Ｄは、それぞれの変位量Δｆ，Δｂ，Δｄが、以下の多点拘束の方程式により拘束されている。
　Δｂ＋Δｄ－Δｆ＝０
　よって、Δｂは、以下の式により表される。
　Δｂ＝Δｆ－Δｄ＝Δｄ／２－Δｄ＝－Δｄ／２
　次に、縫合節点Ｂの移動後の縫合接点Ｂ´を求める。
　Ｂ´＝Ｂ＋Δｂ＝Ｆ＋Ｄ＝Ｆ´
　これにより縫合節点Ｆ，Ｂが同じ位置に移動する。以後、縫合節点Ｆ´，Ｂ´は上記多点拘束の方程式に従って移動するが、移動後の縫合節点Ｆ´、Ｂ´においては、Δｄ＝０となり多点拘束の方程式からΔｂ＝Δｆの関係が得られるため、縫合節点Ｆ´，Ｂ´は重なって移動することになる。
　なお、上記縫合処理は、接触の定義、縫合節点、ダミー節点、多点拘束の方程式等をＡＢＡＱＵＳに定義することで、実現することができる。
　次に、衣服として下半身用衣服の一例であるスパッツを採用した場合の衣服シミュレーション装置の動作について説明する。図１９は、衣服としてスパッツを採用した場合の衣服シミュレーション装置の動作を示すフローチャートである。まず、データ取得部２１は、人体モデル、型紙モデル、及び布モデルを取得する（ステップＳ２１）。
　次に、着付け部２２は、人体モデル及び型紙モデルを仮想３次元空間内の所定の初期位置に配置する（ステップＳ２２）。図２０は、仮想３次元空間に配置された人体モデル及び型紙モデルを示した図である。本フローチャートでは、衣服としてスパッツが採用されている。そのため、型紙モデルには、左足の前側の型紙ＦＳ１、右足の前側の型紙ＦＳ２、左足の後側の型紙ＢＳ１、及び右足の後側の型紙ＢＳ２の４つの型紙モデルが含まれる。
　図２０に示すように、型紙ＦＳ１，ＦＳ２は、人体モデルの左足及び右足から前方に所定距離離間した位置に配置され、型紙ＢＳ１及び型紙ＢＳ２は人体モデルの左足及び右足から後方に所定距離離間した位置に配置されていることが分かる。
　次に、着付け部２２は、仮想３次元空間内の所定の初期位置に中間体モデルを配置する（ステップＳ２３）。図２１は中間体モデルが配置された人体モデルを示した図である。図２１に示すように、中間体モデルとしては、左足の部位の全体を覆うように配置された円筒Ｃ１、右足の部位の全体を覆うように配置された円筒Ｃ２、稜線ＫＤＬ１が左右方向と平行、かつ、稜線ＫＤＬ１側が足側を向くように左側の腰の部位に配置された左の鞍体Ｋ１、右の鞍体Ｋ２との４つの中間体モデルが含まれる。
　具体的には、円筒Ｃ１，Ｃ２は、下端がつま先に位置し、上端がウエストライン近傍に位置するように配置されている。そして、円筒Ｃ１は、左の転子点と左の土踏まずとを結ぶ直線上に長軸が重なるように配置され、円筒Ｃ２は、右の転子点と右の土踏まずとを結ぶ直線上に長軸が重なるように配置される。また、円筒Ｃ１，Ｃ２は、直径の長さとして、面積が最大となる足の断面よりも広い面積の円の直径の長さを採用することができる。
　鞍体Ｋ１は、彎曲部ＫＤ１を備え、稜線ＫＤＬ１が股、又は股より多少下方を通り、かつ左右方向と平行になるように配置されている。また、鞍体Ｋ１は、前上方のエッジＫＤＬ２，後上方のエッジＫＤＬ３がバストラインと平行となるように配置されている。鞍体Ｋ２は、鞍体Ｋ１と連なるように、鞍体Ｋ１の右隣に配置されている。また、鞍体Ｋ１は、彎曲部ＫＤ１の右側が円筒Ｃ１に食い込んでおり、鞍体Ｋ２は、彎曲部ＫＤ１の左側が円筒Ｃ２に食い込んでいる。
　次に、着付け部２２は、各型紙モデルの節点に布モデルにより示される力学特性を付与し、かつ、所定の外力を与える。そして、図２２に示すように、型紙ＦＳ１のサイドラインＳＬが鞍体Ｋ１の左端のやや前方に位置するように型紙ＦＳ１を左方向に引き延ばす（ステップＳ２４）。また、図２２に示すように、型紙ＦＳ２のサイドラインＳＬが鞍体Ｋ２の右端のやや前方に位置するように型紙ＦＳ２を右方向に引き延ばす（ステップＳ２４）。
　また、図２２に示すように、型紙ＢＳ１のサイドラインＳＬが鞍体Ｋ１の左端のやや後方に位置するように型紙ＢＳ１を左方向に引き延ばす（ステップＳ２４）。また、図２２に示すように、型紙ＢＳ２のサイドラインＳＬが鞍体Ｋ２の右端のやや後方に位置するように型紙ＢＳ２を右方向に引き延ばす（ステップＳ２４）。
　ここで、着付け部２２は、図２３に示す予め定められた接触の定義に従って、各型紙モデルを引き延ばす。図２３は、ステップＳ２４における接触の定義を示す表である。
　図２３に示すように、型紙ＦＳ１，ＦＳ２及び型紙ＢＳ１，ＢＳ２は、人体モデル、円筒Ｃ１，Ｃ２、及び鞍体Ｋ１，Ｋ２と接触の定義がなされていない。よって、型紙ＦＳ１，ＦＳ２及び型紙ＢＳ１，ＢＳ２は、接触の制約を受けずに引き延ばされる。
　このような、型紙モデルを引き延ばす処理は、ＡＢＡＱＵＳに接触の定義を与えると共に、各節点の移動先の位置等を定義すれば実現することができる。
　次に、着付け部２２は、図２４に示すように、型紙ＦＳ１のサイドラインＳＬと、型紙ＢＳ１のサイドラインＳＬとを接続し、かつ、型紙ＦＳ２のサイドラインＳＬと、型紙ＢＳ２のサイドラインＳＬとを接続する縫合処理を行う（ステップＳ２５）。
　ここで、着付け部２２は、図２５に示す予め定められた接触の定義に従って縫合処理を行う。図２５に示すように、型紙ＦＳ１，ＦＳ２及び型紙ＢＳ１，ＢＳ２は、人体モデルとは接触の定義がなされていないが、円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２と接触の定義がなされている。よって、型紙ＦＳ１，ＦＳ２及び型紙ＢＳ１，ＢＳ２は、円筒Ｃ１，Ｃ２と鞍体Ｋ１，Ｋ２とに食い込まないように縫合処理が行われる。
　次に、着付け部２２は、図２６に示す接触の定義に従って、接触解析処理を実行し、各型紙モデルを変形する（ステップＳ２６）。図２６に示すように、型紙ＦＳ１，ＦＳ２及び型紙ＢＳ１，ＢＳ２は、人体モデルとは接触の定義がなされていないが、円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２と接触の定義がなされている。よって、型紙ＦＳ１，ＦＳ２及び型紙ＢＳ１，ＢＳ２は、円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２に接触するように変形される。なお、ステップＳ２６においては型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２のトップラインＴＬとアンダーラインＵＬが拘束されている。
　図２７は、ステップＳ２６の説明図である。図２７において左側は処理前を示し、右側は処理後を示している。この場合、図２７に示すように、各型紙モデルが円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２に接触するように変形されていることが分かる。
　次に、着付け部２２は、図２８に示すように型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２のトップラインＴＬを所定の上方の位置まで引き延ばす腰位置修正処理を行う（ステップＳ２７）。なお、図２８において左側の図は修正前を示し、右側の図は修正後を示している。
　ここで、着付け部２２は、ステップＳ２６と同様、図２６に示す接触の定義に従って腰位置修正処理を実行する。よって、型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２は、円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２に食い込まないように腰位置修正処理が行われる。なお、このような腰位置修正処理はＡＢＡＱＵＳにおいて接触の定義を行えば実現することができる。
　次に、着付け部２２は、図２９に示す接触の定義に従って、接触解析処理を実行し、各型紙モデルを変形する（ステップＳ２８）。図２９に示すように、型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２は、人体モデルと接触の定義がなされているが、円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２とは接触の定義がなされていない。よって、型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２は、人体モデルに接触するように変形される。なお、ステップＳ２８ではトップラインＴＬ及びアンダーラインＵＬが拘束されている。
　図３０は、ステップＳ２８の説明図である。図３０において左側は処理前を示し、右側は処理後を示している。この場合、図３０に示すように、各型紙モデルが人体モデルに接触するように変形されていることが分かる。
　次に、着付け部２２は、図３１に示すように型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２のトップラインＴＬを所定の上方の位置まで引き延ばす腰位置修正処理を更に行う（ステップＳ２９）。なお、図３１において左側の図は修正前を示し、右側の図は修正後を示している。この場合、着付け部２２は、ステップＳ２８と同様、図２９に示す接触の定義に従って腰位置修正処理を再度実行する。よって、型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２は、人体モデルに食い込まないように腰位置修正処理が行われる。
　次に、着付け部２２は、図３２に示すように、型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２のアンダーラインＵＬに設定されていた拘束を解除する（ステップＳ３０）。なお、図３２において左側の図は拘束解除前を示し、右側の図は拘束解除後を示している。この場合、着付け部２２は、ステップＳ２８と同様、図２９に示す接触の定義に従って拘束を解除する。よって、型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２は、人体モデルに食い込まないように変形される。図３２に示すように拘束を解除することで、アンダーラインＵＬが上方に移動していることが分かる。
　ステップＳ３１はステップＳ１０と同一であるため、説明を省略する。
　図３３は、ステップＳ２４～Ｓ３０における接触の定義をまとめた表である。なお、図３３の１行目の数字はステップ番号を示している。図３３に示すように、型紙ＦＳ１，ＦＳ２，ＢＳ１，ＢＳ２は、ステップＳ２５からステップＳ２７までは円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２のみに接触の定義がなされているが、ステップＳ２８以降、円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２への接触の定義が解除され、人体モデルのみ接触の定義がなされている。
　つまり、各型紙モデルは、まず、円筒Ｃ１，Ｃ２及び鞍体Ｋ１，Ｋ２からなる中間体モデルに接触するように変形された後、人体モデルに接触するように変形されていることが分かる。これにより、各型紙モデルは、皺の発生が抑制されながら、人体モデルに接触するように変形されることになる。
　なお、上記説明では、衣服としてＴシャツ、スパッツを用いたがこれに限定されず、水着、レオタード、ストッキング、アンダーウェア、タイツ、サポータ、及びスポーツウェア等の他の衣服を採用してもよい。また、Ｔシャツとして長袖、半袖を用いても良い。また、スパッツとして裾が短いスパッツを採用してもよい。
　また、Ｔシャツに替えてタンクトップを採用してもよい。この場合、タンクトップの型紙モデルは、前身頃及び後身頃から構成され、両袖が存在しないため、中間体モデルＭ３のみ設定し、中間体モデルＭ１，Ｍ２は省けばよい。
　また、スパッツの型紙モデルを左足の前側、右足の前側、左足の後側、及び右足の後側の４つの型紙により構成したが、これに限定されず、左足の前後の型紙を１つの型紙で構成し、右足の前後の型紙を１つの型紙で構成してもよい。
　また、膝が屈曲した人体モデル又は肘が屈曲した人体モデルを採用してもよい。この場合、中間体モデルとして、肘及び膝の屈曲に合わせて屈曲した円筒のものを採用すればよい。これにより、膝及び肘を曲げた状態での衣服圧を算出することができる。
　また、中間体モデルとして、円筒、及び鞍体を示したが、これに限定されず、表面がなだらかな曲面形状を有していればどのような形状のものを採用してもよく、例えば、楕円体状、三角錐及び四角錐等の多角錐状、又は円錐状のものを採用してもよい。
　次に、本発明による実験結果について説明する。以下の実験では、衣服としてＴシャツを採用した。Ｔシャツの素材として、黒のＫＳＤ５９８０Ｄ（ケース１）、青のＸＬＡ７Ｗ５３３Ｗ（ケース２）、並びにＸＬＡ７Ｗ５３３Ｗ及びＫＳＤ５９８０Ｄを縫い合わした素材（ケース３）を採用した。なお、ケース３では、後身頃は、中央部をＸＬＡ７Ｗ５３３Ｗで構成し、その両側をＫＳＤ５９８０Ｄで挟むように構成し、前身頃及び左右袖をＫＳＤ５９８０Ｄで構成した。
　そして、本衣服シミュレーション装置により得られた衣服圧の解析値と、圧力センサによる衣服圧の実測値とを比較した。
　これにより、以下の実験結果が得られた。図３４は衣服圧の測定部位を示した図である。図３５は、実験結果を示した表であり、（ａ）～（ｃ）はそれぞれケース１～ケース３を示している。
　図３５において測定値は、圧力センサによる衣服圧の実測値を示し、解析値は衣服シミュレーション装置により得られた衣服圧の解析値を示している。本実験では、ケース１～３のそれぞれにつき、図３４に示す胸部、脇腹部、へそ部を測定した。
　図３５に示すように、ケース１～３とも各部位の解析値は測定値と近似しており、良好なシミュレーション結果が得られていることが分かる。
　図３６～３８は、それぞれ、ケース１～３において、図３４に示すバストラインＬＬＢ上での解析値と実測値とを示したグラフである。図３６～３８のグラフにおいて、縦軸は衣服圧（ｋｇｆ／ｍｍ２）を示し、横軸は、胸中央部を０としたときのバストラインＬＬＢの各位置までの距離（ｍｍ）を示し、黒く塗りつぶされた四角印は解析値を示し、白抜きの四角印は実測値を示している。図３６～図３８のグラフから分かるように、解析値は実測値に近似しており、良好なシミュレーション結果が得られていることが分かる。
　また、衣服としてスパッツを用いてＴシャツと同様の実験を行った。この場合、以下の実験結果が得られた。図３９、図４１は衣服としてスパッツを用いた場合の衣服圧の測定部位を示した図である。図４０、図４２は、衣服としてスパッツを用いた場合の実験結果を示したグラフである。
　なお、図４０は、図３９に示す右足の前側の足首から腰を結ぶ測定ラインＬＬ１上での解析値と実測値とを示している。また、図４２は、図４１に示す右足の後側の足首から腰を結ぶ測定ラインＬＬ２での解析値と実測値とを示している。図４０及び図４２において、縦軸は衣服圧（ｋｇｆ／ｍｍ２）を示し、横軸は足首の位置を０としたときの測定ラインＬＬ１，ＬＬ２上の各位置までの距離を示し、三角印が圧力センサによる実測値を示し四角印が解析値を示している。
　図４０及び図４２に示すグラフから分かるように、スパッツの場合も、Ｔシャツの場合と同様、解析値と実効値とが近似しており、良好なシミュレーション結果が得られていることが分かる。
 

Claims (10)

  1. 　人体の３次元形状を示す人体モデルを取得する人体モデル取得手段と、
    　前記人体モデルに仮想的に着付ける衣服の型紙の２次元形状を示す型紙モデルを取得する型紙モデル取得手段と、
    　前記衣服を構成する布の力学特性を示す布モデルを取得する布モデル取得手段と、
    　前記型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に前記布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで前記型紙モデルを変形させて、前記衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける着付け手段と、
    　前記着付け手段により着付けられた衣服が前記人体モデルに仮想的に及ぼす衣服圧を算出する衣服圧算出手段とを備え、
    　前記着付け手段は、前記人体モデルの所定の部位を覆うように形成された中間体モデルを設定し、前記中間体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させた後、前記人体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させることを特徴とする衣服シミュレーション装置。
  2. 　前記布モデルは、母材と、前記母材を補強するために前記母材内において経方向に配列された経リバーと、前記母材を補強するために前記母材内において緯方向に配列された緯リバーとからなるシェルリバー構造を模擬したものであり、
    　前記布モデルは、前記母材の剛性である母材剛性成分と、前記経リバーの剛性である経リバー剛性成分と、前記緯リバーの剛性である緯リバー剛性成分とにより布の剛性を表し、
    　前記母材剛性成分は、現実の布のバイアス方向の剛性を基に算出され、
    　前記経リバー剛性成分は、現実の布の経方向の剛性と前記母材剛性成分との差分が付与され、
    　前記緯リバー剛性成分は、前記現実の布の緯方向の剛性と前記母材剛性成分との差分が付与されていることを特徴とする請求項１記載の衣服シミュレーション装置。
  3. 　前記中間体モデルは、表面がなだらかな曲面形状を有することを特徴とする請求項１又は２記載の衣服シミュレーション装置。
  4. 　前記中間体モデルは、円筒状、楕円体状、鞍状、多角錐状、又は円錐状であることを特徴とする請求項３記載の衣服シミュレーション装置。
  5. 　前記母材剛性成分は、超弾性によるひずみエネルギー関数を基に算出されることを特徴とする請求項２記載の衣服シミュレーション装置。
  6. 　前記衣服は、上半身用衣服であり、
    　前記型紙モデルは、前身頃、後身頃、左袖、及び右袖の型紙モデルを含み、
    　前記着付け手段は、前記人体モデルの左腕の部位と右腕の部位とに円筒形の中間体モデルを設定し、かつ、軸方向が前記人体モデルの両肩の部位を結ぶ直線に沿うように円筒形の中間体モデルを設定することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の衣服シミュレーション装置。
  7. 　前記衣服は、上半身用衣服であり、
    　前記型紙モデルは、前身頃及び後身頃の型紙モデルを含み、
    　前記着付け手段は、軸方向が前記人体モデルの両肩の部位を結ぶ直線に沿うように円筒形の中間体モデルを設定することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の衣服シミュレーション装置。

  8. 　前記衣服は、下半身用衣服であり、
    　前記型紙モデルは、左足及び右足の型紙モデルを含み、
    　前記着付け手段は、前記人体モデルの左足の部位と右足の部位とに円筒形の中間体モデルを設定すると共に、稜線が左右方向と平行、かつ、稜線側が足側を向くように鞍状の中間体モデルを前記人体モデルの腰の部位に設定することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の衣服シミュレーション装置。
  9. 　人体の３次元形状を示す人体モデルを取得する人体モデル取得手段と、
    　前記人体モデルに仮想的に着付ける衣服の型紙の２次元形状を示す型紙モデルを取得する型紙モデル取得手段と、
    　前記衣服を構成する布の力学特性を示す布モデルを取得する布モデル取得手段と、
    　前記型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に前記布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで前記型紙モデルを変形させて、前記衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける着付け手段と、
    　前記着付け手段により着衣された型紙モデルが前記人体モデルに仮想的に及ぼす衣服圧を算出する衣服圧算出手段としてコンピュータを機能させ、
    　前記着付け手段は、前記人体モデルの所定の部位を覆うように形成された中間体モデルを設定し、前記中間体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させた後、前記人体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させることを特徴とする衣服シミュレーションプログラム。
  10. 　コンピュータが、人体の３次元形状を示す人体モデルを取得する人体モデル取得ステップと、
    　コンピュータが、前記人体モデルに仮想的に着付ける衣服の型紙の２次元形状を示す型紙モデルを取得する型紙モデル取得ステップと、
    　コンピュータが、前記衣服を構成する布の力学特性を示す布モデルを取得する布モデル取得ステップと、
    　コンピュータが、前記型紙モデルを複数の要素に分割し、各要素に前記布モデルにより示される力学特性を付与し、有限要素法を用いて各要素の運動方程式を解くことで前記型紙モデルを変形させて、前記衣服を前記人体モデルに仮想的に着付ける着付けステップと、
    　コンピュータが、前記着付けステップにより着衣された型紙モデルが前記人体モデルに仮想的に及ぼす衣服圧を算出する衣服圧算出ステップとを備え、
    　前記着付けステップは、前記着付け手段は、前記人体モデルの所定の部位を覆うように形成された中間体モデルを設定し、前記中間体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させた後、前記人体モデルに接触するように前記型紙モデルを変形させることを特徴とする衣服シミュレーション方法。
PCT/JP2009/050951 2008-03-24 2009-01-22 衣服シミュレーション装置、衣服シミュレーションプログラム、及び衣服シミュレーション方法 WO2009119146A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09725260A EP2259201A4 (en) 2008-03-24 2009-01-22 CLOTHING SIMULATION APPARATUS, CLOTHING SIMULATION PROGRAM, AND APPAREL SIMULATION PROCESS
US12/934,197 US8355811B2 (en) 2008-03-24 2009-01-22 Clothing simulation apparatus, clothing simulation program, and clothing simulation method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-076500 2008-03-24
JP2008076500A JP4407761B2 (ja) 2008-03-24 2008-03-24 衣服シミュレーション装置、衣服シミュレーションプログラム、及び衣服シミュレーション方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009119146A1 true WO2009119146A1 (ja) 2009-10-01

Family

ID=41113356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/050951 WO2009119146A1 (ja) 2008-03-24 2009-01-22 衣服シミュレーション装置、衣服シミュレーションプログラム、及び衣服シミュレーション方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8355811B2 (ja)
EP (1) EP2259201A4 (ja)
JP (1) JP4407761B2 (ja)
WO (1) WO2009119146A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110310086A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Michael Massen System and method for generating computer rendered cloth
CN110464131A (zh) * 2018-05-09 2019-11-19 阿里巴巴集团控股有限公司 智能衣柜
JP2023013348A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
JP2023013345A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
JP7214796B1 (ja) 2021-07-15 2023-01-30 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110298897A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Iva Sareen System and method for 3d virtual try-on of apparel on an avatar
US8898581B2 (en) 2011-02-22 2014-11-25 Sony Corporation Display control device, display control method, search device, search method, program and communication system
TW201314621A (zh) * 2011-09-21 2013-04-01 Univ Nat Cheng Kung 電子人模之特徵資料結構
WO2013123306A1 (en) * 2012-02-16 2013-08-22 Brown University System and method for simulating realistic clothing
CN102864566B (zh) * 2012-09-29 2014-02-12 加宝利服装有限公司 织物制备方法、制备控制方法、制备控制装置和制备系统
CN102880765B (zh) * 2012-10-18 2015-03-04 哈尔滨工业大学 用于气体静压主轴动力学预测的仿真方法
US9679332B2 (en) * 2013-02-28 2017-06-13 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for processing a multimedia commerce service
KR102059356B1 (ko) * 2013-03-25 2020-02-11 삼성전자주식회사 동작 인식을 이용하여 가상 피팅 서비스를 제공하는 가상 피팅 장치 및 그 장치를 이용한 방법
CN103489107B (zh) * 2013-08-16 2015-11-25 北京京东尚科信息技术有限公司 一种制作虚拟试衣模特图像的方法和装置
US9635895B1 (en) * 2013-10-29 2017-05-02 Vf Imagewear, Inc. System and method for mapping wearer mobility for clothing design
US20150134302A1 (en) * 2013-11-14 2015-05-14 Jatin Chhugani 3-dimensional digital garment creation from planar garment photographs
US10366439B2 (en) 2013-12-27 2019-07-30 Ebay Inc. Regional item reccomendations
US9224833B2 (en) * 2014-02-13 2015-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Method of forming a vertical device
US20160092956A1 (en) 2014-09-30 2016-03-31 Jonathan Su Garment size mapping
KR102240302B1 (ko) 2014-10-21 2021-04-14 삼성전자주식회사 가상 피팅 장치 및 이의 가상 피팅 방법
US10204375B2 (en) 2014-12-01 2019-02-12 Ebay Inc. Digital wardrobe using simulated forces on garment models
US10475113B2 (en) 2014-12-23 2019-11-12 Ebay Inc. Method system and medium for generating virtual contexts from three dimensional models
US10310616B2 (en) 2015-03-31 2019-06-04 Ebay Inc. Modification of three-dimensional garments using gestures
JP2017035457A (ja) * 2015-06-05 2017-02-16 東洋紡株式会社 生体情報測定方法及び生体情報測定用衣類、生体情報測定用衣類の設計方法、カスタムメイドの生体情報測定用衣類の提供方法
EP3156976B1 (en) * 2015-10-14 2019-11-27 Dassault Systèmes Computer-implemented method for defining seams of a virtual garment or furniture upholstery
US11803664B2 (en) 2018-10-09 2023-10-31 Ebay Inc. Distributed application architectures using blockchain and distributed file systems
CN109885935B (zh) * 2019-02-21 2022-12-27 东华大学 一种基于假人测试的个体服装压力测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0934952A (ja) 1995-07-20 1997-02-07 Toyobo Co Ltd 着装シミュレーション方法および着装シミュレーション装置
JPH09273017A (ja) * 1996-04-02 1997-10-21 Toray Ind Inc 衣服の着用状態表示方法、衣服の製造方法および衣服の製造支援装置
JP2000242683A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Fujitsu Ltd 物体の形状データの作成方法、その装置および記憶媒体
JP2005242611A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Shima Seiki Mfg Ltd ニットガーメントの着装シミュレーション方法とその装置、並びにそのプログラム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310627B1 (en) * 1998-01-20 2001-10-30 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Method and system for generating a stereoscopic image of a garment
US7149665B2 (en) * 2000-04-03 2006-12-12 Browzwear International Ltd System and method for simulation of virtual wear articles on virtual models
US7079134B2 (en) * 2000-05-12 2006-07-18 Societe Civile T.P.C. International Three-dimensional digital method of designing clothes
US6546309B1 (en) * 2000-06-29 2003-04-08 Kinney & Lange, P.A. Virtual fitting room
ES2211357B1 (es) * 2002-12-31 2005-10-16 Reyes Infografica, S.L. Metodo asistido por ordenador para diseñar prendas de vestir.
WO2006002060A2 (en) * 2004-06-15 2006-01-05 Sara Lee Corporation Systems and methods of generating integrated garment-model simulations
US7657341B2 (en) * 2006-01-31 2010-02-02 Dragon & Phoenix Software, Inc. System, apparatus and method for facilitating pattern-based clothing design activities

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0934952A (ja) 1995-07-20 1997-02-07 Toyobo Co Ltd 着装シミュレーション方法および着装シミュレーション装置
JPH09273017A (ja) * 1996-04-02 1997-10-21 Toray Ind Inc 衣服の着用状態表示方法、衣服の製造方法および衣服の製造支援装置
JP2000242683A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Fujitsu Ltd 物体の形状データの作成方法、その装置および記憶媒体
JP2005242611A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Shima Seiki Mfg Ltd ニットガーメントの着装シミュレーション方法とその装置、並びにそのプログラム

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HARUO NIWAYA; HARUKI IMAOKA; ATSUO SHIBUYA; NOBORU AISAKA: "Method for Predicting Contact Pressure of Fabric", SEN-I GAKKAISHI (PUBLISHED REPORT), vol. 46, no. 6, 1990, pages 229 - 232
See also references of EP2259201A4 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110310086A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Michael Massen System and method for generating computer rendered cloth
US8599196B2 (en) * 2010-06-18 2013-12-03 Michael Massen System and method for generating computer rendered cloth
US8823703B2 (en) * 2010-06-18 2014-09-02 Michael Massen System and method for generating computer rendered cloth
CN110464131A (zh) * 2018-05-09 2019-11-19 阿里巴巴集团控股有限公司 智能衣柜
JP2023013348A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
JP2023013345A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
JP7214796B1 (ja) 2021-07-15 2023-01-30 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
JP2023017135A (ja) * 2021-07-15 2023-02-07 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
JP7241130B2 (ja) 2021-07-15 2023-03-16 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
JP7273113B2 (ja) 2021-07-15 2023-05-12 株式会社Zozo 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US20110022372A1 (en) 2011-01-27
JP4407761B2 (ja) 2010-02-03
JP2009230563A (ja) 2009-10-08
EP2259201A4 (en) 2012-09-12
US8355811B2 (en) 2013-01-15
EP2259201A1 (en) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4407761B2 (ja) 衣服シミュレーション装置、衣服シミュレーションプログラム、及び衣服シミュレーション方法
Duan et al. Volume preserved mass–spring model with novel constraints for soft tissue deformation
JP4966003B2 (ja) 布帛パターンの作成装置と作成方法、作成プログラム
Mengna et al. Pressure and comfort perception in the system “female body–dress”
KR102136620B1 (ko) 의상 패턴들을 표시하는 방법 및 장치
Sun et al. 3D bra and human interactive modeling using finite element method for bra design
Ishimaru et al. Prediction method for clothing pressure distribution by the numerical approach: attention to deformation by the extension of knitted fabric
KR102332069B1 (ko) 부자재 요소를 포함하는 의상의 그레이딩 방법 및 장치
CN113361180A (zh) 一种运动状态下运动文胸穿着受力状态分析方法
JP5431173B2 (ja) 着装シミュレーション装置とシミュレーションプログラム
CN112395787A (zh) 包括辅助材料的服装的放码方法及装置
CN111563334A (zh) 一种预测运动文胸穿着过程中乳房压力分布的方法
Geršak Wearing comfort using body motion analysis
Harms et al. Does loose fitting matter? Predicting sensor performance in smart garments.
Zhang et al. Finite-element modelling of elastic woven tapes for bra design applications
JP5161229B2 (ja) 着装シミュレーション装置とシミュレーション方法、シミュレーションプログラム
JP3831348B2 (ja) 衣服設計支援装置及びプログラム
US10028697B2 (en) System and method for measuring skin movement and strain and related techniques
JP5920724B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム
KR102273317B1 (ko) 의상 패턴들의 오토 그레이딩 방법 및 장치
Rudolf et al. Textile forms’ computer simulation techniques
JP4162830B2 (ja) 衣類着用圧測定装置
KR100742573B1 (ko) 인체의 3차원 형태와 의복의 변형을 고려한 의복압예측방법
Zhang et al. Dynamic ease evaluation for 3D garment design
Brake et al. Investigation of the tissue displacement through textile pressure on soft avatar Sofia in Browzwear’s VStitcher software

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09725260

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12934197

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009725260

Country of ref document: EP