三维人体扫描在服装中的应用.ppt

袁浩 蒋静怡 欧阳雪蕾,三维人体扫描在服装中的应用,Application of 3D body scanning in the clothing,三维人体扫描,21世纪，服装行业中，服装生产自动化、市场快速反应是竞争的焦点。发展电子商务是服装企业在21世纪挑战自我发展空间的重要标志和手段。如何在短时间内根据终端客户或客户群本身的特征生产、销售令客户满意、合体舒适性高的服装是提高行业竞争力，企业创收盈利的重要途径。,,前 言,有关研究显示，虽然市场上服装的品牌众多，款式纷呈，但在服装的合体程度上却不尽如人意：据Zitex&Store-online数据显示，消费者中77.9%的消费者要求服装合身，39.1%的消费者要求服装质量，37.1%的消费者要求服装有个性。由于服装不合身，在首次销售尝试时有47.7%的服装不合身，造成实际销售量比预计低了16.65%，在德国，由于这一因素，造成每年97亿欧元的损失，同样，在美国，造成280亿美元的损失。服装的合体性差对消费者而言，会造成一定的不舒适感，严重的会影响正常的工作和锻炼。（如对女性而言，穿着不合体的文胸，运动时会造成乳房韧带拉伤、乳头摩擦受损等伤害。）非接触式三维人体测量仪的出现大大改善了服装行业的服装和体型问题，使得服装的量身定制，个性化生产成为现实。,,案 例,进入新世纪后，我国服装产业取得了长足的发展，成为目前世界上服装加工输出的强国。为了使我国的服装产业继续保持加工输出强国的优势地位，同时使服装企业的设计能力和品牌价值获得进一步发展和壮大，我国的服装企业和相关的服装院校都积极引进、消化、吸收、应用当前国外的先进服装生产技术。其中三维人体扫描技术、MTM（量身定制）、FMS（柔性加工系统）、QR（快速反应）等都是新近最热门的生产技术方法和手段。这些技术以及服装生产智能管理技术相结合能在短时间内根据终端客户群本身的特征生产、销售令客户满意、合体舒适性好的服装。,三维人体扫描,QR,,我国服装产业的发展,非接触式三维人体扫描技术（interactive 3D whole body scanner technology)应用光敏设备捕捉设备投射到人体表面的光（激光、白光及红外线）在人体上形成的图像，描述人体三维特征。此类系统具有扫描时间短，精确度高、测量部位多等多种优于传统测量及时和工具的特点。例如美国的TC2通过对人体4.5万个点的扫描，迅速获得人体的80多个数据，可以全面精确地反映人体体型情况。目前，人体扫描仪广泛运用于人体测量学研究、服装工业（MTM量身定制系统、虚拟试衣）、娱乐业（电影特技）、计算机动画和医学等领域。国际上常用的人体扫描仪和具体性能比较参见,国际上常用的人体扫描仪有Telmat的SYMCAD、 Turbo Flash/3D、TC2-3T6、TechMath-RAMSIS、Cyberware-WB4、Vitronic-Vitus等。三维非接触式扫描系统具有扫描时间短，精确度高、测量部位多等多种优于传统测量技术和工具的特点，如德国的TechMath扫描仪在20秒内完成扫描过程，可捕捉人体的80，000个数据点，获得人体相关的85个部位尺寸值，精确度为<±0.2mm；美国的TC2 通过对人体4.5万个点的扫描，迅速获得人体的80多个数据，可以全面精确地反映人体体型情况。英国的TuringC3D系统还可以捕捉表面的材质，对物体表面的色彩质地进行描述，在研究有标识的物体时非常有用。扫描输出的数据可直接用于服装设计软件，对人体进行量身定制。目前，人体扫描仪广泛应用于：人体测量学研究、服装工业（MTM量身定制系统，虚拟试衣）、娱乐业（如电影特技）、计算机动画和医学（目前最为广泛如 弥补术和塑型手术）等领域。图1是德国Human Solution（前称为TechMath）的Vitus Smart 三维人体测量仪及其扫描图像应用实例。,Telmat SYMCAD,TC2-3T6,Cyberware-WB4,Vitronic-Vitus,图1是扫描仪照片，采用对人体无害的微功率（5毫瓦）安全级别的红色激光和四个高速工业CCD图像传感器。由于一个激光扫描头只能扫描一个扇面范围内的数据，所以采用四个激光扫描头扫描全身（图2），当这四个头从头到脚扫描一遍后，人体的全身数据就能得到（图3）。,,图1 激光人体扫描仪,图2 四个激光扫描头构成全身人体扫描仪,,图3 模特扫描数据,四个激光扫描头扫描全身，当这四个头从头到脚扫描一遍后，先得到人体的全身，紧接着点云就能得到，再输入配套的全自动人体尺寸测量软件，可获取100个以上的人体数据。,,,,人体尺寸全自动测量结果,性能指标： 　　1）扫描头数量：4 　　2）摄像头分辨率：640X480 　　3）测量方法：激光线扫描 　　4）扫描范围: 1000 mm x 800 mmx 2000 mm (高) 　　5）扫描精度：优于0.1%； 　　6）扫描点距:1~ 2.5mm可设置 　　7）全身扫描点数：10~30万点 　　8）扫描速度:50~120mm/s可调，典型值10秒。 　　9）设备尺寸：2000mmX2000mmX2500mm 　　10）可选配进口人体测量软件，含下列功能： 　 •采用卤素光源，非接触光栅测量，高速拍摄，对人体安全无害。 •使用范围广泛，可对人、动物、文物、工业部件等进行扫描。可一次性完成对人的面部扫描、半身扫描、全身扫描。 •为保证对非静态物体（包括人体）的扫描精度，结构光光栅只需照射一次，不需移动或变换光栅模式，保证对非静态物体（包括人体）的高精度测量。 •输出专用及通用数据格式（DHS、OBJ、STL、DXF、VRML、IGES等），保证完美兼容。 •可以自动量取不小于120余个人体重要尺寸 •标准姿势下全自动提取身体尺寸 •扫描数据可视化 •支持多重扫描，如站姿和坐姿 •全自动原始数据处理 •扫描三维可视化。,系统独特优势 1)非接触光栅测量，采用卤素光源，对人体安全无害，弥补了激光扫描仪的缺陷。 2)全方位扫描, 死角少； 3)光源同时环形高速扫描，扫描时不怕人体轻微晃动； 4)扫描速度快，整个扫描时间小于20秒； 5)点云无须做烦琐的数据拼接 6)国内低成本研发生产，系统（硬件+软件）拥有业界高性价比 7)系统（硬件+软件）全中文界面，完全满足中国人用户使用需求 8)系统全套自主研发，资深专业工程师支持服务，助客户安心售后使用 9)强大的二次开发能力，资深专业工程师助客户在相关领域更深层次应用,人体全身三维扫描仪在服装工业中的应用 1）服装号型的修改与制定 2）标准人台、人体模型的建立 3）服装三维设计 4）服装电子商务,1）服装号型的修改与制定 　　服装号型是服装行业生产设计的重要依据和参考。批量生产的服装的合体性差的关键原因在于目前所使用的号型系统不能够真确的反映目标客户人群的体 型特征。受测试工具、方法限制，多数数据以不能反映现代人群。此项技术可灵活准确地对不同客体人群、地域、国家的人体进行测量，获得有效数据，建立客观、 精确反映人体特征的人体数据库。数据同方便易查便于管理和使用（比较、分析、应用）。可以追踪、研究客体、客体群组的整体变化情况，建立"流动"的人体数据库。为服装号型的修订、更新及人体体型的细分提供理论依据。,国际人体数据库 目前数据库已经整合了德国、法国、美国、日本、韩国以及中国的最新人体数据。 荷兰、瑞士、印度等国的数据近期会加入进来。 所有的数据都是与相关国家权威的机构合作获得的。,目前世界各国已认识到建立人体数据库的重要性，并相继展开这一方面的研究： 美国、荷兰和意大利正在进行一项叫做CAESAR（美国本土和欧洲人体测量）的联合调查。法国纺织品与服装研究所花费100万欧元，对上万名不同年龄段的法国人进行调查研究，重新划定国人的服装规格；伦敦调查了10000名英国的男人、女人和孩子，发展尺码数据库，以提高服装的适合程度。 　　我国，广东赛博服装科研中心投入2400多万元人民币启动"中国三维热体数据库"项目。成为国内规模最大、设备最先进（TC2）、专业技术水平最高的服装研究实体。测量结果使原来的四个号型增加到七个，为未来服装生产的运作模式--大规模定制与个性定制，实现企业量身定制系统(MTM)打下坚实的基础。此外，东华大学（TC2）、浙江理工大学（TC2）、西安工程大学（TechMath）等院校相继建立起人体数据库的研究。,2）标准人台、人体模型的建立 　　 服装用标准人台、人体模型是企业用于纸样设计、研究进行服装立体设计裁剪的重要工具之一。"暖体假人"是用于测量、评价服装的隔热、透湿等舒适 指标的重要工具；标准人体模型则专门用于服装压力、宽松量的研究。设计师可以在人模上直接进行服装设计、样板的修改订。德国TechMath的核心产品之 一是数字人体模型"Ramsis"，这是一个有关节的人体模型，与CAD模型（特别是汽车行业）有接口，可直接用于虚拟产品设计和人体工学研究。 　　 应用这一技术同样能建立特体模型开展对特殊体型的服装产品的研究（驼背、肥胖、以及人体在不同状态下的皮肤的拉伸变形等研究服装放松量等问题）。,3）服装三维设计 　　　三维服装设计建立在人体测量获得的人台或人体模型基础之上，通过再现"实人"，在"真人"上进行交互式立体设计（在人模上用线勾勒出服装的外 形和结构线），配合相应软件生成二维的服装样板片。它也为原型板的建立和服装样板的系列化设计提供快捷、便利的研究方案。,4）服装电子商务 　　　电子商务是新兴的商务模式，它以Internet为手段进行商务贸易。网络的发展与普及为电子商务的发展提供了应用条件。早在1998年2 月，美国服装业协会就宣称，该协会有数百家成员公司将在因特网上向全世界的用户制作最新款式的服装，提供最出色的服务。这将使美国生产的服装和纺织品在国际市场上占有的份额大大提高。实际上，许多美国服装公司正在推广"电脑试衣系统"，该系统内贮有数万种不同款式、花色和尺寸的服装，根据顾客输入的信息， 电脑可在很短的时间内完成组合处理，为顾客设计最佳的服装款式，并让模特试穿。如顾客不满意，可按键重新选择，直到满意为止。,,服装电子商务,在未来服装工业的中，非接触式三维人体测量技术础上建立服装电子商务的内容有： 1）量身定制（MTM） 2）时装产品虚拟展示 3）虚拟试衣、 时装表演,量身定制（MTM）：量身定制系统是将产品重组以及生产过程重组转化为批量生产。首先通过三维扫描系统获得的客户尺码信息，通过电子订单传输到 生产的CAD系统，系统根据相应的尺码信息和客户对服装款式的要求（放松量、长度、宽度等方面的喜好信息，在样板库中找到相应的匹配的样板（德国 TechMath 公司Fitnet软件，此系统从获取数据到样衣衣片完成、输出缩短到8秒，右图是法国力克公司量身定制流程图），最终进行系统生产的快速反应方式。按照客 户具体要求量身定制，做到量体裁衣，是服装真正做到合体舒适；对于群体客户职业装或者制服的制定，需要寻找与之相应的合身的尺码组合。整个操作过程，从获 取数据到成衣的完成只需2~3天的时间，大大缩短了定制生产时间，提高了企业的生产速度。在此方面，国外某些公司做的已相当成熟，如英国的 BairdMenswear西服公司，销售到国内、国际市场的西服有80%是通过量体定制系统完成的，且服装系列涵盖了不同款式、颜色、规格的上万种组 合，相比之下我国这方面还比较薄弱。,时装产品虚拟展示：在电脑中虚拟人体或模型，陈列系列服装款式及与之配套的饰品，客户可根据自己的喜好挑选服装样式、颜色及饰品并进行组合搭配。,虚拟试衣、 时装表演：根据扫描数据模拟出"真"人，将服装穿着在其身上，从而展示着装状态，同时能模拟不同材质的面料的性能（悬垂效果等），以往的设计软件实现虚拟 的购物试穿过程，减少购物时间。应用模型动画模拟时装发布会进行时装表演，减少了表演费用。时装发布会的网络传输，使得更多的人能够观赏，对于传播时尚信 息也有非常重要的作用。,随着科技的发展和电子网络的普及，电子商务将成为服装销售的主要途径。而测量技术及相应的软硬件的不断发展与完善（如移动式扫描仪的出现，使得对人体数据的获得方式更为灵活，扫描的人群更位繁多），它实现是服装现代化、数字化生产进行服装批量、个性化生产及服装电子商务的展开的重要工具，使服装工业迅速发展建立快速反应模式的必要技术支撑。,非接触三维人体测量技术虽然仅有二、三十年的发展史，但却能以其独特的优势逐步应用、并将普遍到与人体相关的各类产品的设计与研究中，使产品真正做到以人为本。在服装工业中，它加快了企业对市场反应速度；同时是开展服装电子商务必要条件和重要依据，它将服装生产与高科技紧密结合起来，使服装生产和设计更具个性化和人行化，提高了服装的适体性，对服装工业的快速发展有极大的推动作用。,THE END,,,总 结,