Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may: Nghiên cứu mối quan hệ về khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba chiều

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:217

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may "Nghiên cứu mối quan hệ về khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba chiều" trình bày các nội dung chính sau: Xây dựng mô hình toán học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo; Thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người - mặt trong áo và ứng dụng thiết kế trang phục ba chiều.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may: Nghiên cứu mối quan hệ về khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba chiều

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ THỊ THỦY NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ VỀ KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN GIỮA CƠ THỂ NGƯỜI VÀ TRANG PHỤC PHỤC VỤ THIẾT KẾ BA CHIỀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY HÀ NỘI, 2023 i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ THỊ THỦY NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ VỀ KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN GIỮA CƠ THỂ NGƯỜI VÀ TRANG PHỤC PHỤC VỤ THIẾT KẾ BA CHIỀU NGÀNH: Công nghệ Dệt, May MÃ SỐ: 9540204 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. NGUYỄN THỊ THÚY NGỌC 2. PGS. TS. NGÔ CHÍ TRUNG HÀ NỘI, 2023 ii
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung trong luận án “Nghiên cứu mối quan hệ về khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba chiều” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thực nghiệm được tiến hành một cách cẩn thận, nghiêm túc và khoa học trong quá trình nghiên cứu. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án hoàn toàn trung thực, khách quan và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu của tác giả khác. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Hà Nội, ngày 29 tháng 9 năm 2023 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Tác giả luận án TS. NGUYỄN THỊ THÚY NGỌC Đỗ Thị Thủy PGS. TS. NGÔ CHÍ TRUNG i
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sự ghi nhận sâu sắc đến thầy cô hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Thi Thúy Ngọc và PGS.TS. Ngô Chí Trung đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án. Sự giúp đỡ, hỗ trợ và hướng dẫn của các thầy cô đã giúp tôi học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong nghiên cứu khoa học. Tôi xin trân trọng cảm ơn Đại học Bách khoa Hà Nội, Ban đào tạo Sau đại học, Viện/khoa Dệt may Da giầy và Thời trang, các thầy cô đã tạo điều kiện thuận lợi và dành thời gian để đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành bản luận án này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi được tham gia học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Đây cũng là dịp để tôi cảm ơn các thầy cô giáo và đồng nghiệp thuộc khoa Công nghệ may & Thiết kế Thời trang, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã luôn động viên, khích lệ trong suốt quá trình tôi thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn gia đình và những người thân đã luôn bên tôi, ủng hộ và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Trong quá trình thực hiện luận án không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được góp ý của các thầy cô, đồng nghiệp và các nhà khoa học để luận án được hoàn thiện hơn. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, ngày 29 tháng 9 năm 2023 Tác giả luận án Đỗ Thị Thủy ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ ii MỤC LỤCW ........................................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT............................................................ v DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................................ vii LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN ..................................................................... 1 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ....................................................... 2 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ........................... 3 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ...................................................... 3 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .............................................. 3 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN ............................................................. 4 7. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN ............................................................... 4 8. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN ................................................................................. 5 9. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN ................................................................................... 5 CHƯƠNG 1 . NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN ...................................................................... 6 1.1 Mô hình mô phỏng cơ thể người ..................................................................................... 6 1.1.1 Khái quát chung về quét ba chiều cơ thể người ........................................................... 6 1.1.2 Dữ liệu cơ thể người ba chiều ...................................................................................... 7 1.2 Phương pháp thiết kế quần áo ba chiều ......................................................................... 16 1.2.1 Phương pháp thiết kế mẫu mới quần áo ba chiều ....................................................... 17 1.2.2 Phương pháp phát triển mẫu thiết kế ba chiều ........................................................... 21 1.2.3 Một số phần mềm thiết kế quần áo ba chiều .............................................................. 24 1.3 Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và quần áo ............................................ 25 1.3.1 Khái quát về khoảng không gian ................................................................................ 25 1.3.2 Tính toán và phân phối lượng dư thiết kế ba chiều .................................................... 28 1.4 Kết luận chương 1 ......................................................................................................... 36 CHƯƠNG 2 . ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 38 2.1 Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................................... 38 2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 38 2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 41 iii
2.3.1 Xây dựng mô hình toán học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo .......................................................................................................... 43 2.3.2 Thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm từ bề mặt cơ thể người đến mặt trong áo và ứng dụng thiết kế trang phục ba chiều ............................................................................ 62 2.4 Kết luận chương 2 ......................................................................................................... 72 CHƯƠNG 3 . KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN .............................................. 74 3.1 Kết quả xây dựng mô hình toán học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo .................................................................................................... 74 3.1.1 Kết quả tái tạo mô hình mô phỏng ba chiều cơ thể người .......................................... 74 3.1.2 Mô hình toán học khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo………………………………………………………………………………………….. 87 3.2 Kết quả thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người - mặt trong áo và ứng dụng thiết kế trang phục ba chiều ..................................................................... 114 3.2.1 Sự thay đổi của khoảng cách hướng tâm cho áo rộng tùy biến ................................ 114 3.2.2 Mô hình dự báo vùng áo tiếp xúc với bề mặt cơ thể người ...................................... 115 3.2.3 Phân bổ kích thước cho vòng ngực, vòng eo, vòng gấu ........................................... 120 3.2.4 Mô hình ba chiều cho áo rộng tùy biến .................................................................... 124 3.2.5 Mô hình mô phỏng ba chiều khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể và áo ............. 127 3.2.6 Kết quả ứng dụng bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm vào thiết kế trang phục ba chiều……………………………………………………………………………………... 129 3.3 Kết luận chương 3 ....................................................................................................... 132 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN ........................................................................................... 135 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ............................................................................. 137 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............................. 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 139 PHỤ LỤC……………………………………………………………………………………. iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt/ Giải thích Ký hiệu 3D ba chiều Akaike Information Criterion AIC (Chỉ số để lựa chọn giữa các mô hình thống kê) B-spline Basic spline (Đường cong cơ sở) C Hằng số tùy thuộc vào sai số α và β CAD Computer Aided design (Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính) Computer Aided Manufacturing (Sản xuất có sự hỗ trợ của máy CAM tính) d Hiệu số ảnh hưởng ES Effect Size (Mức độ ảnh hưởng) GEA Girth Easy Allowance (Lượng dư chu vi) International Organization for Standardization (Tổ chức tiêu chuẩn ISO hóa quốc tế) Kawabata Evaluation System for Fabrics KES - F (Hệ thống đánh giá vải Kawabata) Loughborough anthropometric shadow scanner LASS (Máy quét hình bóng nhân trắc học Loughborough) Viết tắt của tên ba nhà thống kê: Lindermann, Merenda, Gold LMG (Thước đo mức độ quan trọng của từng biến trong mô hình toán học) N Cỡ mẫu cần thiết NURBS Non-Uniform Rational B-Spline R Ngôn ngữ lập trình R REA Radial Ease Allowance (Lượng dư hướng tâm) SD Standard Deviation (Độ lệch chuẩn) SfS Phương pháp Shape-from-Silhouette SGEA Segmental Girth Ease Allowance (Lượng dư chu vi phân đoạn) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam α Sai số loại 1 β Sai số loại 2 v
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Kết quả kiểm định mô hình phần thân ma-nơ-canh ............................................ 77 Bảng 3.2. Kết quả kiểm định của các lát cắt có chênh lệch < 0.5mm ................................. 79 Bảng 3.3. Kết quả kiểm định của các lát cắt có chênh lệch > 0.5mm ................................. 80 Bảng 3.4. Kết quả kiểm định của các lát cắt có trị số p > 0.05 ........................................... 80 Bảng 3.5. Tái tạo mô hình cơ thể người dùng cho nghiên cứu ........................................... 88 Bảng 3.6. Kết quả phân thành 16 nhóm lát cắt .................................................................... 93 Bảng 3.7. Kết quả phân thành 12 nhóm điểm ..................................................................... 94 Bảng 3.8. Dữ liệu khoảng cách hướng tâm cho từng điểm tại các vùng điểm-lát cắt ......... 98 Bảng 3.9. Lượng dư nửa vòng ngực .................................................................................. 108 Bảng 3.10. Lượng dư nửa vòng eo của áo tùy biến, mô hình và áo thực .......................... 108 Bảng 3.11. Lượng dư nửa vòng gấu của áo tùy biến, mô hình và áo thực ........................ 109 Bảng 3.12. Ma trận vùng khoảng cách hướng tâm của các áo và phân bổ hệ số xác định trong mô hình .............................................................................................................................. 110 Bảng 3.13. Xu hướng tiếp xúc của áo với cơ thể người khi thay đổi độ rộng áo .............. 117 Bảng 3.14. Lượng dư nửa vòng ngực của áo tùy biến, mô hình và áo thực ...................... 121 Bảng 3.15. Lượng dư nửa vòng eo của áo tùy biến, mô hình và áo thực .......................... 122 Bảng 3.16. Lượng dư nửa vòng gấu của áo tùy biến, mô hình và áo thực ........................ 122 Bảng 3.17. Phân bổ chiều dài biên dạng lát cắt đi qua ngực (lát cắt 141) ......................... 123 Bảng 3.18. Phân bổ chiều dài biên dạng lát cắt đi qua eo (lát cắt 69) ............................... 124 Bảng 3.19. Phân bổ chiều dài biên dạng lát cắt đi qua gấu (lát cắt 1) ............................... 124 Bảng 3.20. Mô hình ba chiều các áo rộng tùy biến theo dữ liệu khoảng cách tính toán ... 125 Bảng 3.21. Mô hình ba chiều khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể và áo có lượng dư nửa vòng ngực là 35mm theo hướng dọc tại các điểm ............................................................. 127 vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Các mặt phẳng chính của cơ thể người [8] ............................................................ 8 Hình 1.2. Mô hình cơ thể người và các đặc trưng ngữ nghĩa phân đoạn [9] ......................... 9 Hình 1.3. Ba điểm đặc trưng chính và sáu phần ngữ nghĩa [20] ......................................... 11 Hình 1.4 . Các lát cắt cơ bản và lát cắt ngực [5].................................................................. 11 Hình 1.5. Hình dáng ma-nơ-canh tham số được kiểm soát bởi các lát cắt ngang [26] ....... 12 Hình 1.6. Các mặt phẳng cơ thể giải phẫu [28] ................................................................... 12 Hình 1.7. Đo khoảng cách [28] ........................................................................................... 12 Hình 1.8. Mô hình tính toán cho toàn bộ cơ thể [29]. ......................................................... 13 Hình 1.9. Các mô hình được tính toán cho các hình dạng hông khác nhau [29]................. 13 Hình 1.10. Mô hình hình thái các đường viền chính [8] ..................................................... 14 Hình 1.11. Mô hình hình thái các đường viền chính và thứ cấp [8] .................................... 14 Hình 1.12. Các mảnh đắp đặc trưng nội suy [32] ................................................................ 14 Hình 1.13. Quá trình phát triển một hình thể chuẩn [33] .................................................... 14 Hình 1.14. Ví dụ về tạo mặt cắt ngang trung bình [33] ....................................................... 15 Hình 1.15. Biến dạng bề mặt lát cắt [35] ............................................................................. 15 Hình 1.16. Khung thuật toán tạo mô hình áo ba chiều [49] ................................................ 17 Hình 1.17. Ma-nơ-canh và hệ thống đo ba chiều [50] ......................................................... 18 Hình 1.18. Các điểm đo và bề mặt tái tạo tại vùng vừa vặn [50] ........................................ 18 Hình 1.19. Ví dụ về mẫu quần áo ba chiều [50] .................................................................. 18 Hình 1.20. Mặt sau của váy ba chiều của một đối tượng điển hình [51] ............................. 18 Hình 1.21. Mặt sau của chiếc váy ba chiều được mặc trên cơ thể [51] ............................... 18 Hình 1.22. Biến dạng của mô hình cơ thể ba chiều bằng phương pháp biến dạng tự do [53] ............................................................................................................................................. 18 Hình 1.23. Chuyển bề mặt cơ thể ba chiều thành mặt phẳng hai chiều [54] ....................... 18 Hình 1.24. Mô hình bề mặt của nửa thân áo với các điểm và đường nét tương ứng [55] ... 19 Hình 1.25. Thiết lập khung dây cơ bản theo các đặc trưng của cơ thể [56]. ....................... 19 Hình 1.26. Phân phối lượng dư vòng ngực [56] .................................................................. 19 Hình 1.27. Quần áo có thể phát triển được bằng cách lắp ráp các vùng tam giác [56] ....... 19 Hình 1.28. Ví dụ cho thuật toán cắt lưới ba chiều [7] ......................................................... 20 Hình 1.29. Định nghĩa mẫu thiết kế ba chiều (a) và hai chiều (b) [63] ............................... 20 Hình 1.30. Khung dây sau cùng của nửa bên phải cơ thể ảo [65] ....................................... 21 Hình 1.31. Mẫu cuối cùng của áo cá nhân [65] ................................................................... 21 Hình 1.32. Quá trình tạo mẫu quần áo tùy chỉnh ba chiều [67] .......................................... 22 Hình 1.33. Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo ......... 26 Hình 1.34. Trực quan hóa lượng dư thiết kế ba chiều [12] ................................................. 26 Hình 1.35. Khoảng cách khác nhau giữa cơ thể và quần áo [94] ........................................ 27 Hình 1.36. Giao điểm của đường pháp tuyến và đường cong của quần áo [98] ................. 27 Hình 1.37. Khoảng cách pháp tuyến giữa cơ thể người và quần áo [98] ............................ 27 vii
Hình 1.38. Tính toán lượng dư hướng tâm ở vòng eo [98] ................................................. 28 Hình 1.39. Lương dư xuyên tâm cho phép ở vòng eo [98] ................................................. 28 Hình 1.40. Cách tính kích thước không gian theo đường pháp tuyến với bề mặt cơ thể [58] ............................................................................................................................................. 28 Hình 1.41. Tính toán giá trị lượng dư không gian cổ tay (A), khuỷu tay (B) và bắp tay (C) [58] ...................................................................................................................................... 29 Hình 1.42. Mô tả phương pháp đo khoảng không gian giữa cơ thể người và áo [99]......... 29 Hình 1.43. Lương dư thiết kế cho phép [99] ....................................................................... 30 Hình 1.44.Một số phương pháp xác định lượng dư [101] ................................................... 30 Hình 1.45. Lượng dư cho phép trên các phân đoạn chu vi [101] ........................................ 31 Hình 1.46. Phân phối lượng dư trên ngưc (BL), eo (WL), hông (HL) [103] ...................... 32 Hình 1.47. Hình mặt cắt ngang ngực tập trung vào đường may bên sườn [104] ................ 32 Hình 1.48. Hình mặt cắt ngang ngực có lượng dư được phân bố cân bằng [104]............... 32 Hình 1.49. Hình chiếu của mặt cắt ngang quần áo và cơ thể tương ứng [106] ................... 33 Hình 1.50. Sơ đồ giao diện hoạt động của chương trình [110] ........................................... 34 Hình 1.51. Thêm lượng dư vào eo và vai của áo [111] ....................................................... 35 Hình 1.52. Khoảng cách D Text [112] ................................................................................ 35 Hình 2.1. Các vị trí nhân trắc trên cơ thể người .................................................................. 39 Hình 2.2. Các nút khâu đánh dấu vị trí nhân trắc trên áo trước khi quét 3 chiều ................ 39 Hình 2.3. Các nút khâu đánh dấu nổi gờ thu được sau khi quét 3 chiều ............................. 39 Hình 2.4. Bóng của mảnh băng dính trắng và dấu “+” đánh dấu vị trí nhân trắc trên bề mặt cơ thể người ......................................................................................................................... 39 Hình 2.5. Mẫu thân trước và thân sau áo cơ bản được thiết kế bằng phương pháp phủ vải lên ma-nơ-canh phần thân cơ thể nữ giới .................................................................................. 40 Hình 2.6. Đánh dấu các mốc đo trên ma-nơ-canh ............................................................... 43 Hình 2.7. Thiết bị quét cầm tay Artec Eva [116] ................................................................ 44 Hình 2.8. Các lát cắt chính và phụ ....................................................................................... 46 Hình 2.9. Bề mặt kẻ (a) và nội suy Taylo thẳng (b) [117]................................................... 46 Hình 2.10. Ma-nơ-canh thực ............................................................................................... 47 Hình 2.11. Đường spline đi qua 10 điểm............................................................................. 47 Hình 2.12. Đường spline đi qua 15 điểm............................................................................. 47 Hình 2.13. Tạo bề mặt mô hình ma-nơ-canh phần thân nữ giới.......................................... 48 Hình 2.14. Chia cắt mô hình ma-nơ-canh ba chiều thành 72 phần ..................................... 49 Hình 2.15. Dạng biểu đồ tương quan từng vùng ................................................................. 49 Hình 2.16. Qui trình xác định phương pháp tái tạo mô hình cơ thể người .......................... 50 Hình 2.17.Tư thế đứng của người được quét ba chiều ........................................................ 52 Hình 2.18. Tạo bề mặt mô hình áo ...................................................................................... 53 Hình 2.19. Hệ trục tọa độ và gốc tọa độ cho mô hình ......................................................... 53 Hình 2.20. Vị trí mặt phẳng thẳng đứng ngang đi qua hai điểm gầm nách ......................... 54 Hình 2.21. Biên dạng khoảng cách từ tâm 3 dich ra sau 50mm so với tâm 1 ..................... 54 viii
Hình 2.22. Biên dạng khoảng cách từ tâm 1 ....................................................................... 54 Hình 2.23. Biên dạng khoảng cách từ tâm 2 dịch về trước - 30mm so với tâm 1 ............... 54 Hình 2.24. Chồng biên dạng của các lát cắt có vị trí tâm khác nhau................................... 55 Hình 2.25. Tâm và biên dạng của mô hình cơ thể người sau khi cắt .................................. 55 Hình 2.26. Đo khoảng cách hướng tâm đến bề mặt cơ thể người ....................................... 56 Hình 2.27. Vị trí 1 lát cắt ..................................................................................................... 56 Hình 2.28. Biên dạng của mô hình sau khi cắt .................................................................... 56 Hình 2.29. Đo khoảng cách hướng tâm đến mặt trong áo ................................................... 56 Hình 2.30. Biên dạng bề mặt cơ thể người và biên dạng mặt trong áo ............................... 57 Hình 2.31. Dạng biểu đồ biểu diễn khoảng không gian theo hướng từ tâm lát cắt tại các điểm trên từng lát cắt cho 3 áo A1, A2, A3 .................................................................................. 58 Hình 2.32. Hình dáng biên dạng của 1 trong 17 mẫu cơ thể mặc áo A1 tại vị trí lát cắt 61 58 Hình 2.33. Hình dáng biên dạng của 1 trong 17 mẫu cơ thể mặc áo A2 tại vị trí lát cắt 61 58 Hình 2.34. Hình dáng biên dạng của 1 trong 17 mẫu cơ thể mặc áo A3 tại vị trí lát cắt 61 58 Hình 2.35. Khoảng cách không gian xác định theo hướng đo từ tâm lát cắt 61 ................. 59 Hình 2.36. Biểu diễn khoảng không gian theo hướng từ tâm lát cắt tại từng điểm cho 3 áo A1, A2, A3 .......................................................................................................................... 59 Hình 2.37. Khoảng không gian tại điểm 36 của các lát cắt giữa bề mặt 1 mẫu cơ thể người khi mặc 3 áo A1, A2, A3 ..................................................................................................... 59 Hình 2.38. Biểu đồ tương quan của vùng điểm - lát cắt ...................................................... 60 Hình 2.39. Biểu đồ tương quan đa biến của vùng điểm - lát cắt ......................................... 61 Hình 2.40. Biểu đồ thể hiện vùng tiếp xúc của áo với cơ thể người ................................... 63 Hình 2.41. Các dây cung chắn góc 2 độ .............................................................................. 66 Hình 2.42. Xác định gốc tọa độ cho mô hình áo ba chiều ................................................... 67 Hình 2.43. Tạo góc 2 độ xoay quanh tâm lát cắt ................................................................. 68 Hình 2.44. Xác định vị trí lát cắt ......................................................................................... 68 Hình 2.45. Vẽ đường cong spline đi qua 91 điểm theo thứ tự............................................. 68 Hình 2.46. Nhập giá trị khoảng cách đo từ tâm cho từng điểm của đường cong spline ..... 69 Hình 2.47. Đường cong spline sau khi nhập giá trị của từng điểm ..................................... 69 Hình 2.48. Bề mặt nửa bên trái mô hình áo ba chiều .......................................................... 69 Hình 2.49. Lấy đối xứng mô hình áo ba chiều .................................................................... 69 Hình 2.50. Mô hình áo ba chiều .......................................................................................... 69 Hình 2.51. Vị trí và tâm các lát cắt ...................................................................................... 70 Hình 2.52. Vẽ đường cong spline ........................................................................................ 70 Hình 2.53. Xác định giá trị các khoảng cách ....................................................................... 70 Hình 2.54. Mô hình khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo ........................... 71 Hình 2.55. Xác định vị trí dài áo dựa trên mô hình đã chọn ............................................... 72 Hình 3.1. Phía trước, phía sau và phía bên cạnh của hình quét ........................................... 74 Hình 3.2. Phía trước, phía sau và phía bên cạnh của hình quét sau xử lý dữ liệu ............... 74 Hình 3.3. Kết quả xác định gốc tọa độ ................................................................................ 74 ix
Hình 3.4. Các lát cắt ngang chính ........................................................................................ 75 Hình 3.5. Vị trí các lát cắt chính, các mặt phẳng cắt phụ .................................................... 75 Hình 3.6. Vị trí các lát cắt chính, phụ .................................................................................. 75 Hình 3.7. Biên dạng các lát cắt chính .................................................................................. 75 Hình 3.8. Bề mặt nửa ma-nơ-canh được tạo thành .............................................................. 76 Hình 3.9. Bề mặt ma-nơ-canh được trích xuất .................................................................... 76 Hình 3.10. Chia cắt dữ liệu quét ba chiều thành 72 phần .................................................... 76 Hình 3.11. Chia cắt mô hình ma-nơ-canh ba chiều thành 72 phần ..................................... 77 Hình 3.12. Biểu đồ theo vùng dọc ....................................................................................... 82 Hình 3.13. Biểu đồ theo vùng ngang ................................................................................... 82 Hình 3.14. Biểu đồ biểu diễn độ chênh lệch chiều dài biên dạng lát cắt (72 điểm) ............ 83 Hình 3.15. Biểu đồ tương quan biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách đo từ tâm đến 90 điểm nằm trên biên dạng của lát cắt ngực 141 ............................................................................. 83 Hình 3.16. Biểu đồ tương quan biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách đo từ tâm đến 120 điểm nằm trên biên dạng của lát cắt ngực 141 ............................................................................. 84 Hình 3.17. Biểu đồ tương quan biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách đo từ tâm đến 180 điểm nằm trên biên dạng của lát cắt ngực 141 ............................................................................. 85 Hình 3.18. Mô hình ma-nơ-canh 180 điểm ......................................................................... 85 Hình 3.19. Biểu đồ biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách theo vùng dọc (180 điểm) ........ 86 Hình 3.20. Biểu đồ biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách theo vùng ngang (180 điểm) .... 86 Hình 3.21. Dữ liệu quét ba chiều cơ thể người không mặc áo thu được ............................. 87 Hình 3.22. Gốc tọa độ được chọn........................................................................................ 87 Hình 3.23. Mô hình áo ba chiều .......................................................................................... 91 Hình 3.24. Khoảng cách các điểm trên lát cắt 1 của các áo A1, A2, A3 ............................. 93 Hình 3.25. Khoảng cách điểm 33 trên các lát cắt của các áo A1, A2, A3 ........................... 93 Hình 3.26. Ma trận vùng điểm - lát cắt cho nửa bên trái khoảng không gian khi mặc áo... 95 Hình 3.27. Biểu đồ tương quan giữa khoảng cách hướng tâm bề mặt cơ thể - áo và vị trí của các điểm vùng 110 ............................................................................................................... 96 Hình 3.28. Biểu đồ tương quan đa biến vùng 110 ............................................................... 97 Hình 3.29. Các dây cung chắn góc 2 độ ............................................................................ 107 Hình 3.30. Biểu đồ biểu diễn mức độ quan trọng của S, Cj, Pi qua việc phân bổ hệ số xác định R2 cho các vùng của áo .............................................................................................. 113 Hình 3.31. Ma trận biểu diễn hệ số xác định R2 của S, Cj, Pi ảnh hưởng nhiều đến sự biến thiên của Dij trong từng vùng điểm-lát cắt......................................................................... 114 Hình 3.32. Biểu diễn độ lệch chuẩn của khoảng cách hướng tâm giữa các áo có lượng dư khác nhau ........................................................................................................................... 115 Hình 3.33. Biểu đồ thể hiện vùng tiếp xúc của áo với cơ thể người ................................. 116 Hình 3.34. Xu hướng tiếp xúc của áo với cơ thể người khi thay đổi độ rộng của áo ........ 117 Hình 3.35. Biểu diễn vùng áo luôn có xu hướng tiếp xúc với bề mặt cơ thể người .......... 118 Hình 3.36. Biểu đồ dự báo xác suất xảy ra tiếp xúc của áo với bề mặt cơ thể người ....... 119 x
Hình 3.37. Khoảng cách hướng tâm và chiều dài biên dạng lát cắt 73 và 205 của mô hình các áo ................................................................................................................................. 120 Hình 3.38. Mô hình khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo 35 theo hướng dọc tại điểm có thứ tự 56 .......................................................................................................... 127 Hình 3.39. Khoảng không gian tại lát cắt ngực (lát 141) .................................................. 128 Hình 3.40. Khoảng không gian tại lát cắt eo (lát 69)......................................................... 129 Hình 3.41. Khoảng không gian tại lát cắt gấu (lát 1)......................................................... 129 Hình 3.42. Khoảng không gian ba chiều tại một số lát cắt áo ........................................... 129 Hình 3.43. Mẫu áo [120] ................................................................................................... 130 Hình 3.44. Xác định vị trí gấu áo và biên dạng áo dựa trên mô hình đã chọn .................. 130 Hình 3.45. Mô hình áo yêu cầu ......................................................................................... 131 Hình 3.46. Vẽ các đường thiết kế trên áo .......................................................................... 131 Hình 3.47. Chia cắt mô hình áo theo các đường thiết kế................................................... 131 Hình 3.48. Chi tiết thân trước dưới ba chiều ..................................................................... 132 Hình 3.49. Chi tiết thân trước trên ba chiều ...................................................................... 132 Hình 3.50. Chi tiết thân sau dưới ba chiều ........................................................................ 132 Hình 3.51. Chi tiết nẹp trước ba chiều............................................................................... 132 Hình 3.52. Chi tiết thân sau trên ba chiều ......................................................................... 132 xi
LỜI MỞ ĐẦU Ngành công nghiệp may đã hình thành từ rất lâu và trong quá trình phát triển có những giai đoạn còn gặp khó khăn nhưng ngành chưa bao giờ mất đi sức ảnh hưởng vốn có trên thị trường. Trên thế giới nói chung, ở Việt Nam nói riêng, ngành công nghiệp may luôn đóng góp đáng kể cho sự phát triển kinh tế. Khoa học kỹ thuật đã có nhiều tiến bộ vượt bậc và đã được ứng dụng vào ngành công nghệ may góp phần nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Nhờ có các nghiên cứu và xây dựng phần mềm ba chiều, việc thiết kế quần áo ảo đã được phát triển nhanh chóng, phù hợp với kích thước cơ thể thực của người mặc mà không cần sự hiện diện thực tế của người đó và theo đúng kích cỡ quy định của một số thị trường nhất định. Thiết kế mẫu quần áo ba chiều đã được thực hiện trong một số năm gần đây, đã giúp quá trình phát triển sản phẩm một cách hiệu quả hơn, rút ngắn thời gian đưa sản phẩm thời trang ra thị trường, tiết kiệm chi phí trong sản xuất quần áo hiện đại và thu được nhiều kết quả quan trọng khác. Để phục vụ cho việc thiết kế quần áo ba chiều trên máy tính, có nhiều nghiên cứu đã đề xuất các phương pháp thiết kế quần áo trực quan, linh hoạt và đánh giá độ vừa vặn của mẫu thiết kế sao cho phù hợp với hình dáng của một người cụ thể. Bề mặt quần áo sẽ được bao phủ lên bề mặt mô hình ba chiều cơ thể người như khi con người mặc quần áo trong thực tế. Để đảm bảo sự phù hợp đó, xem xét khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và quần áo trong quá trình thiết kế mẫu ba chiều là cần thiết. Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến độ vừa vặn về kích thước của quần áo. Nghiên cứu khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo trong môi trường ba chiều đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, tuy nhiên, việc nghiên cứu này còn chưa đầy đủ. Các dữ liệu quét thu được, các mô hình cơ thể người, mô hình quần áo được tạo ra cần phải chính xác để đảm bảo quần áo thiết kế tạo được sự phù hợp với người mặc trong môi trường thích hợp. Để góp phần hoàn thiện phương pháp thiết kế trang phục ba chiều, nâng cao chất lượng thiết kế sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của người mặc, luận án “Nghiên cứu mối quan hệ về khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba chiều” đã được thực hiện, từ đó, tìm kiếm, xác định mối liên quan và thiết lập bộ dữ liệu phục vụ thiết kế trang phục ba chiều. 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến độ vừa vặn về kích thước và tính thẩm mỹ của quần áo. Khoảng không gian này giúp cho hoạt động sinh lý cơ bản, trạng thái tâm lý và tư thế vận động của người mặc được thoải mái tự nhiên. Hơn nữa, khoảng không gian này còn 1
cho phép quần áo đảm bảo độ vừa vặn và sự phù hợp với người mặc trong môi trường thích hợp. Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo là không đồng đều tại vị trí trên cơ thể người mặc. Khoảng không gian này được tạo ra khi kích thước của quần áo khác biệt một lượng so với kích thước cơ thể tại vị trí tương ứng và lượng khác biệt đó được nhiều nhà nghiên cứu gọi là lượng dư ba chiều. Trong thiết kế mẫu ba chiều, lượng dư chủ yếu được nghiên cứu về các khía cạnh: tính toán và tối ưu hóa ước tính lượng dư; phân bố lượng dư để thiết kế các mẫu quần áo ba chiều; nghiên cứu khoảng cách, mối quan hệ của lượng dư giữa cơ thể và quần áo. Các nội dung này đã được một số nhà nghiên cứu tiếp cận từ nhiều khía cạnh khác nhau nhưng mới chỉ nghiên cứu trên số lượng ít mẫu nên kết quả nghiên cứu chưa bao phủ cho số đông; các nghiên cứu cũng chưa đề cập đầy đủ và chi tiết cho việc tính toán, mô phỏng lượng dư cũng như khoảng không gian ba chiều để từ đó có thể giúp tạo ra sản phẩm đáp ứng yêu cầu của người sử dụng. Bên cạnh đó, với sự phát triển nhanh chóng của thương mại điện tử, kéo theo sự gia tăng mạnh mẽ của việc mua quần áo qua mạng, đánh giá độ vừa vặn của việc mặc thử quần áo ảo là rất quan trọng trong ngành công nghiệp may. Một số nghiên cứu đề cập đến việc làm vừa vặn quần áo và kiểm tra độ vừa vặn trước khi tạo ra quần áo, nhưng chưa chỉ ra một cách chi tiết và chưa đầy đủ về độ lớn khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo. Do vậy, các mẫu thiết kế chưa tạo sự hài lòng, thoải mái cao của người mặc. Để xác định được khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo, cần phải có các mô hình mô phỏng cơ thể người và mô hình mô phỏng quần áo chính xác, từ đó đo lường được các kích thước chính xác, chi tiết và phù hợp để có được dữ liệu tin cậy phục vụ nghiên cứu. Việc thực hiện đo lường một cách chi tiết khoảng không gian trên các mô hình còn rất hạn chế trong các nghiên cứu. Chính vì vậy, việc có được các kích thước khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo chính xác và tin cậy là rất cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, làm cơ sở quan trọng cho việc nghiên cứu mối quan hệ trong không gian giữa cơ thể người và quần áo. Kết quả nghiên cứu của luận án “Nghiên cứu mối quan hệ về khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba chiều” sẽ góp phần vào việc xây dựng cơ sở khoa học cho thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm của khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo, từ đó, ứng dụng vào thiết kế mẫu trang phục ba chiều. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Xác định mô hình khoảng không gian ba chiều giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo, từ đó thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm nhằm góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu khoa học cho việc thiết kế trang phục ba chiều. 2
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Đối tượng nghiên cứu: Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo. Cơ thể người để phục vụ nghiên cứu này là nữ giới được lựa chọn theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5782: 2009, nữ giới tự nguyện tham gia. Áo được chọn cho nghiên cứu được thiết kế và may mẫu thực nghiệm là 3 áo nữ A1, A2 và A3. Cả 3 áo đều không có lá cổ và không có phần tay áo. Thiết kế mẫu áo A1, áo A2 và áo A3 với lượng dư thiết kế nửa vòng ngực tương ứng là 10, 35 và 50 mm và dựa trên mẫu áo cơ bản được thiết kế bằng phương pháp phủ vải lên ma-nơ-canh phần thân cơ thể nữ giới cỡ trung bình. Áo được may nẹp có đính cúc và thùa khuyết ở phía sườn bên phải, có chiết eo và chiết ngực, cổ áo có đáp. Phạm vi nghiên cứu: Phần thân áo, áo một lớp vải. Đối tượng khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo được giới hạn nghiên cứu khi cơ thể người ở trạng thái tĩnh và đứng thẳng. 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu nói trên, luận án triển khai hai nội dung nghiên cứu là: Nội dung 1: Xây dựng mô hình toán học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo Nội dung này được tiến hành theo các bước chính: - Tái tạo mô hình hình học ba chiều cơ thể người, áo từ dữ liệu quét - Xây dựng mô hình toán học biểu diễn khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo Nội dung 2: Thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người - mặt trong áo và ứng dụng thiết kế trang phục ba chiều Từ các dữ liệu khoảng cách hướng tâm cho áo rộng tùy biến đã tính toán được, đưa ra mối quan hệ và thiết lập bộ dữ liệu nhằm tạo cơ sở thiết kế mẫu, thử sửa và đánh giá trang phục, góp phần hoàn thiện hơn việc thiết kế trang phục ba chiều nói chung, thiết kế áo nữ ba chiều nói riêng. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Phương pháp hồi cứu tài liệu: Tìm kiếm, phân tích và tổng hợp các tài liệu, công trình khoa học có liên quan đến hệ thống quét ba chiều, mô hình cơ thể người, mô hình quần áo ba chiều, thiết kế trang phục ba chiều … làm cơ sở phục vụ cho nghiên cứu. - Phương pháp thực nghiệm khoa học: Phương pháp thực nghiệm khoa học được sử dụng để quét và tái tạo mô hình ba chiều ma-nơ-canh, cơ thể người và áo; Thực nghiệm xác định khoảng cách theo hướng từ tâm lát cắt; Mô hình hình học cho áo rộng 3
tùy biến, mô hình hình học khoảng không gian và ứng dụng vào việc thiết kế trang phục ba chiều. - Phương pháp thống kê và tính toán: Dữ liệu để thống kê và tính toán được thu thập, phân tích và đánh giá kết quả từ những thực nghiệm mô hình mô phỏng ba chiều và đo các kích thước. Phương pháp thống kê giúp chuyển hóa dữ liệu thô thành thông tin và với kiến thức chuyên ngành, biến thông tin thành tri thức. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN - Xác định được phương pháp tái tạo mô hình ba chiều ma-nơ-canh từ dữ liệu quét và mô hình có độ chính xác như yêu cầu. Đây là cơ sở khoa học cho việc tái tạo mô hình mô phỏng ba chiều cơ thể người và áo. - Xác định được mô hình toán học khoảng cách đo từ tâm lát cắt đến mặt trong áo và ước tính tầm quan trọng của từng biến đầu vào ảnh hưởng đến khoảng cách này. Các mô hình được kiểm định để đảm bảo tính khả thi trong phạm vi nghiên cứu. Đây là cơ sở khoa học để thiết lập bộ dữ liệu phục vụ thiết kế trang phục ba chiều. - Xác định được quy luật của khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo tại mỗi điểm trên mô hình áo khi độ rộng của áo thay đổi. Mô hình dự báo vùng áo tiếp xúc với bề mặt cơ thể người để đảm bảo vị trí từng vùng của áo được đặt đúng tư thế trên mô hình cơ thể người khi kiểm tra, đánh giá và thử sửa mẫu thiết kế. Đồng thời, phân bổ được kích thước cho vòng ngực, vòng eo, vòng gấu nhằm đảm bảo các kích thước này trên mẫu ba chiều và mẫu hai chiều được thống nhất khi thiết kế. - Áp dụng được mô hình khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo để mô phỏng các áo rộng tùy biến trong phạm vi nghiên cứu; mô hình mô phỏng khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo, có thể ứng dụng trong các phần mềm thương mại thiết kế trang phục ba chiều hiện nay. 7. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN - Mô hình mô phỏng ba chiều ma-nơ-canh, cơ thể người và áo đảm bảo đạt được độ chính xác như yêu cầu, giúp cho việc thiết kế trực tiếp mẫu trang phục mới hoặc thiết kế theo phương pháp thiết kế mẫu tùy chỉnh được nhanh chóng. - Mô hình toán học khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo cho phép người thiết kế xác định được quy luật của khoảng cách hướng tâm khi độ rộng của áo thay đổi để điều chỉnh vị trí áo trên cơ thể một cách trực quan và vừa vặn với người mặc. Mô hình dự báo vùng áo tiếp xúc với bề mặt cơ thể giúp người thiết kế có được sự điều chỉnh mẫu áo kịp thời, thuận lợi và phù hợp với hình dáng cơ thể người cụ thể. Việc phân bổ lượng dư của các kích thước hai chiều của chi tiết cũng giúp cho người thiết kế có được sự gắn kết khi chuyển từ thiết kế mẫu hai chiều sang ba chiều, cho phép người thiết kế dễ dàng hình dung được độ rộng của áo khi thiết kế mẫu ba chiều. Mô hình toán học này cũng cho phép xác định các tác động của các biến đầu vào 4
thay đổi theo vùng điểm-lát cắt, nhờ đó, khi thiết kế mẫu ba chiều có thể điều chỉnh các biến này để thay đổi độ rộng của áo nhanh chóng và có hiệu quả. - Mô hình mô phỏng ba chiều cho khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo ba chiều cho phép thiết kế mẫu một cách trực quan và dễ dàng xem xét, đánh giá độ vừa vặn về kích thước của áo. - Bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm thiết lập được trong nghiên cứu này sẽ góp phần xây dựng cơ sở khoa học và có thể ứng dụng vào việc thiết kế trang phục ba chiều hiện nay, nhằm nâng cao chất lượng thiết kế sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của người mặc. 8. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN Xây dựng được mô hình toán học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của áo; xác định được mối quan hệ của các biến đầu vào là lượng dư vòng ngực của áo, vị trí các điểm trên áo với khoảng cách hướng tâm tại các điểm xem xét; làm cơ sở tin cậy cho việc tạo mô hình hình học áo rộng tùy biến trong thiết kế trang phục ba chiều. Thiết lập được bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong áo trong phạm vi nghiên cứu: cho phép xác định mức độ dịch chuyển của các vị trí điểm trên áo khi độ rộng của áo thay đổi, cho phép dự báo vùng áo tiếp xúc với bề mặt cơ thể người, phân bổ được kích thước hai chiều cho áo, mô hình mô phỏng khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo là cơ sở khoa học cho việc thiết kế mẫu áo một cách trực quan. 9. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm 3 chương: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận 5
CHƯƠNG 1 . NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Mô hình mô phỏng cơ thể người Mô hình hóa cơ thể người cho phép thu thập nhiều thông tin từ dữ liệu quét [1] và là cơ sở cho các ứng dụng trong ngành may. Việc thiết lập phương pháp xây dựng mô hình cơ thể người từ dữ liệu quét ba chiều nhằm tạo ra được mô hình thể hiện đầy đủ và chính xác các dữ liệu của bề mặt cơ thể người, từ đó, xác định được các dữ liệu có liên quan phục vụ cho nghiên cứu. 1.1.1 Khái quát chung về quét ba chiều cơ thể người Trong quá trình phát triển của ngành công nghiệp may, việc hiện thực hóa hệ thống quét ba chiều cơ thể người và hệ thống CAD cho ngành may, liên tục cải tiến và hoàn thiện chức năng của các hệ thống đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu. Các hệ thống này nhằm giới thiệu và áp dụng công nghệ chuyên nghiệp vào thiết kế quần áo, sản xuất quần áo, phát triển sản xuất quần áo và một số khía cạnh của công tác quản lý [2]. Quét ba chiều là được ứng dụng trong kỹ thuật không tiếp xúc đo và nghiên cứu hình dạng cơ thể người. Dữ liệu thu được bằng máy quét ba chiều là đám mây điểm mô tả biên dạng bề mặt của đối tượng, mô hình hóa ba chiều đối tượng trong thực tế trên máy tính với độ chính xác và chi tiết cao. Nghiên cứu về công nghệ quét ba chiều nhằm mục đích tìm kiếm, lựa chọn thiết bị quét ba chiều phù hợp với cơ thể người, quần áo và thu được dữ liệu quét chính xác, đầy đủ. Các công nghệ quét ba chiều cơ thể người phục vụ ngành may Các công nghệ cho việc số hóa cơ thể người được thương mại hóa trên thị trường có thể chia thành 4 nhóm: Quét bằng laser: Công nghệ quét bằng laser bao gồm việc sử dụng laser để chiếu lên cơ thể người một hoặc nhiều sọc mỏng và sắc nét [3] và chỉ sử dụng laser an toàn cho mắt. Quét bằng ánh sáng trắng: Công nghệ quét bằng ánh sáng trắng được sử dụng rộng rãi để đo cơ thể người. Thiết bị quét bao gồm một máy chiếu ánh sáng trắng đơn và một máy ảnh đơn, ánh sáng được chiếu lên cơ thể người có dạng sọc [3]. Các phương pháp thụ động: chủ yếu được áp dụng cho phép đo cơ thể người là phương pháp đa hình ảnh, hình bao hình ảnh và phân tích bóng. Công nghệ dựa trên các cảm biến hoạt động khác: radar sóng milimet, máy ảnh TOF ba chiều hoặc cảm biến cảm ứng. Thiết bị quét ba chiều cơ thể người Để có được dữ liệu ba chiều và số hóa cơ thể người cần có thiết bị quét phù hợp với mục đích này. Từ khi ra đời, các hệ thống phục vụ việc số hóa cơ thể người ngày càng được hoàn thiện, biểu diễn hoạt động của con người như thật và các hệ thống quét 6
ngày càng hiệu quả, mạnh mẽ, nhanh hơn và chi phí ít hơn. Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại thiết bị quét ba chiều, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, lựa chọn thiết bị phù hợp với đối tượng quét, có giá thành hợp lý, độ chính xác cao, tốc độ quét nhanh... Xử lý dữ liệu quét ba chiều Sử dụng máy quét ba chiều để quét một phần hoặc toàn bộ tạo hình cơ thể người. Trong quá trình quét, máy quét ba chiều sẽ thu thập thông tin tọa độ của các điểm tham chiếu để định vị dữ liệu quét trong không gian 3 chiều. Từ đó, phần mềm xử lý dữ liệu quét ba chiều tiến hành ghép nối các vùng dữ liệu quét thu thập được, cho phép điều chỉnh, sửa lỗi, xử lý về ánh sáng, màu sắc, xử lý rung, nhiễu gây ra do sự rung động cơ thể trong khi quét để tạo thành dữ liệu ba chiều hoàn chỉnh của mẫu quét một cách nhanh chóng. Đáp ứng yêu cầu về chất lượng của dữ liệu ba chiều cho các công đoạn tiếp theo. Một số phần mềm xử lý dữ liệu quét thông dụng hiện nay: Rapidform, Geomagic Wrap, Geomagic Essentials, Blender… Nhận xét: Quét ba chiều có một số lợi thế là nhanh chóng và có độ chính xác cao. Sử dụng quét ba chiều, không cần kiến thức chuyên môn để có được các phép đo. Điều làm cho việc quét ba chiều được chú ý nhiều là phương pháp không tiếp xúc, tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian thu thập dữ liệu, giảm chi phí nguồn nhân lực và thời gian. Công nghệ quét ba chiều cơ thể người có nhiều tiến bộ và rất hữu ích trong ngành công nghiệp may, tuy nhiên, để có thể thu được dữ liệu quét chính xác, máy quét cần phải đáp ứng một số yêu cầu thực tế khi quét như sự dịch chuyển, sự thở, mắt người được quét; sự tiện nghi trong quá trình quét: tư thế khi quét, thời gian và môi trường quét; công nghệ quét phải an toàn cho mắt; bảo vệ dữ liệu cá nhân; các vấn đề về tâm lý, cách hiển thị dữ liệu, giá thành và xác định các vùng khuất (nách, cằm ...). Mặc dù còn có các thiếu sót của mỗi hệ thống quét ba chiều cơ thể người, nhưng độ chính xác dữ liệu của chúng là đủ để thiết bị quét ba chiều có thể được coi là thích hợp để thu thập dữ liệu nhân trắc học phục vụ thiết kế quần áo. 1.1.2 Dữ liệu cơ thể người ba chiều 1.1.2.1 Một số khái niệm Mốc nhân trắc [4] được định vị bởi các điểm giải phẫu và được nhóm theo vị trí của chúng trên cơ thể nhằm đẩy nhanh tốc độ đo cơ thể. Các mốc đo được định nghĩa và phương pháp đo được tiêu chuẩn hóa đảm bảo độ tin cậy. Các thuật ngữ và phương pháp đo lường cơ thể [5] được chia thành bốn nhóm: tầm vóc, chiều dài, chiều rộng cơ thể và chu vi. Khi trích xuất các mốc nhân trắc, cần đảm bảo trích xuất được các điểm tham chiếu cho quy trình đo thủ công, các điểm đặc tính ba chiều để nhân trắc học, các điểm cần thiết để tái tạo hình dạng cơ thể, các điểm cần thiết để phát triển thuật toán đo lường tự động. 7