Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may: Phân loại vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:201

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may "Phân loại vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D" trình bày các nội dung chính sau: Phân loại và phân tích đặc điểm vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh từ dữ liệu quét 3D; Nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người từ dữ liệu quét 3D theo vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may: Phân loại vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN MẬU TÙNG PHÂN LOẠI VÓC DÁNG NAM TRUNG NIÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ỨNG DỤNG XÂY DỰNG AVATAR TRONG PHẦN MỀM THIẾT KẾ TRANG PHỤC 3D Ngành: Công nghệ dệt, may Mã số: 9540204 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. TRẦN THỊ MINH KIỀU 2. PGS. TS. PHẠM THẾ BẢO Hà Nội – 2023
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận án: “Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thí nghiệm được tiến hành một cách nghiêm túc và khoa học trong quá trình nghiên cứu. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án trung thực khách quan và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu của tác giả khác. Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2023 Người hướng dẫn khoa học Tác giả luận án TS. Trần Thị Minh Kiều ThS. NCS. Nguyễn Mậu Tùng PGS. TS. Phạm Thế Bảo i
LỜI CẢM ƠN Tôi xin được bày tỏ tình cảm và lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS. Trần Thị Minh Kiều và PGS.TS. Phạm Thế Bảo, những người thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, truyền thụ cho tôi cảm hứng và phương pháp làm việc khoa học, và cùng đồng hành với tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Viện Dệt May - Da giầy và Thời trang, Bộ môn Công nghệ Dệt trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn các Giáo sư, Phó giáo sư, Tiến sĩ là chủ tịch hội đồng, phản biện, thư ký và ủy viên hội đồng đã dành thời gian quý báu để đọc, tham gia hội đồng chấm luận án với những góp ý cụ thể, bổ ích, giúp tôi hoàn thiện tốt hơn nội dung nghiên cứu của luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, Khoa Công nghệ May - Thời trang nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi có thời gian được học tập và hoàn thành luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, những người thân yêu gần gũi nhất đã luôn động viên, san sẻ và gánh vác công việc, luôn tạo điều kiện tốt nhất để tôi yên tâm hoàn thành luận án. Trong quá trình thực hiện luận án không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế. Tác giả rất mong nhận được ý kiến góp ý của các thầy cô và đồng nghiệp để luận án được hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2023 Tác giả ThS. NCS. Nguyễn Mậu Tùng ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................... vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ vii DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................... ix 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 .............................. 2 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 .................................................................. 5 8. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN .................................................................................... 5 9. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN ...................................................................................... 5 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN .............................................................. 6 1.1 Tổng quan về phân loại vóc dáng cơ thể nam giới ...................................... 6 1.1.1 Phương pháp xác định thông số kích thước cơ thể............................................ 7 1.1.2 Phương pháp phân loại vóc dáng cơ thể người ............................................... 10 1.1.2.1 Phân loại vóc dáng theo đặc trưng hình dạng cơ thể ............................ 11 1.1.2.2 Phân loại cơ thể người theo các chỉ số tương quan kích thước cơ thể . 12 1.1.2.3 Phân loại vóc dáng theo phương pháp xử lý thống kê số liệu nhân trắc .......................................................................................................................... 15 1.2. Tổng quan về ứng dụng công nghệ 3D tạo mô hình 3D Avatar trong ngành công nghiệp dệt may ............................................................................ 19 1.2.1 Nghiên cứu xây dựng mô hình 3D sản phẩm từ dữ liệu quét 3D cơ thể người ...................................................................................................................................... 20 1.2.2 Xây dựng mô hình 3D bằng phương pháp nội suy toán học hay hồi quy từ dữ liệu quét 3D. ................................................................................................................ 22 1.2.3 Xây dựng mô hình 3D bằng phương pháp máy học từ dữ liệu quét 3D. ...... 24 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................ 34 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 35 2.1 Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 36 2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................. 36 iii
2.2.1 Đối tượng nghiên cứu: ...................................................................................... 36 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu: .......................................................................................... 36 2.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 36 2.4 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 36 2.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trong phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh .................................................................................... 37 2.4.1.1 Thu thập dữ liệu 3D và mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu các kích thước cơ thể người ...................................................................................................... 37 2.4.1.2 Phân loại vóc dáng cho nam giới TP.HCM (18÷60 tuổi) ..................... 52 2.4.1.3 Phân loại vóc dáng cho nam trung niên TP.HCM (30÷60 tuổi)........... 53 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người từ dữ liệu quét 3D theo vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh .................... 53 2.4.2.1 Thiết kế mô hình 3D bằng phương pháp nội suy. ............................... 53 2.4.2.2 Xây dựng Avatar 3D bằng phương pháp máy học chuyên sâu. ........... 60 2.4.2.3 May ảo Áo dài nam cho mô hình 3D Avatar nam trung niên TP.HCM .......................................................................................................................... 71 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................ 72 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ....................................... 73 3.1 Kết quả bộ dữ liệu số đo 2D và 3D cơ thể người. ...................................... 73 3.2. Kết quả mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu kích thước cơ thể ................... 76 3.2.1 Mô tả dữ liệu nhân trắc nam giới thành phố Hồ Chí Minh ............................. 76 3.2.2 Mô tả dữ liệu nhân trắc nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh .................. 86 3.3 Kết quả phân loại vóc dáng và phân tích đặc điểm cơ thể ........................ 96 3.3.1 Kết quả phân loại vóc dáng nam giới thành phố Hồ Chí Minh ...................... 96 3.3.1.1 Kết quả phân tích nhân tố chính ........................................................... 97 3.3.1.2 Kết quả phân tích phân nhóm ............................................................... 98 3.3.1.3 Kết quả phân tích đặc điểm các dạng cơ thể nam giới Việt Nam tuổi 18÷60 ................................................................................................................ 98 3.3.1.4 Kết quả phân bố lứa tuổi theo từng nhóm vóc dáng........................... 101 3.3.2 Phân loại vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh ....................... 101 3.3.2.1 Kết quả phân tích nhân tố chính ......................................................... 101 3.3.2.2 Kết quả phân tích phân nhóm ............................................................. 103 3.3.2.3 Kết quả kiểm định ANOVA so sánh các phân nhóm từ dữ liệu nhân trắc nam trung niên TP.HCM tuổi 30÷60....................................................... 104 3.3.2.4 Kết quả phân tích đặc điểm vóc dáng và hình dạng cơ thể nam trung niên TP.HCM tuổi 30÷60 ............................................................................... 107 3.3.2.5 Phân tích đặc điểm hình dáng cơ thể theo nhóm độ tuổi trung niên .. 109 3.2.2.6 So sánh kích thước chủ đạo cơ thể của luận án này với các nghiên cứu khác cho nam giới Việt Nam. ......................................................................... 112 iv
3.4 Kết quả xây dựng mô hình 3D bằng phương pháp nội suy ..................... 114 3.4.1 Kết quả xác định vị trí các mặt cắt ................................................................. 114 3.4.2 Kết quả xác định các điểm trọng yếu trên mỗi mặt cắt ................................. 115 3.4.3 Kết quả điều chỉnh các điểm trọng yếu trên mỗi mặt cắt tương ứng với số đo 2D............................................................................................................................... 115 3.4.4 Kết quả xây dựng mô hình mặt cắt chỉnh từ các điểm trọng yếu trên mỗi mặt cắt bằng bài toán nội suy .......................................................................................... 117 3.4.5 Kết quả xây dựng mô hình nội suy từ các mặt cắt chỉnh trên các bộ phận của cơ thể.......................................................................................................................... 118 3.4.5 Kết quả đánh giá sai số xây dựng mô hình .................................................... 120 3.5 Kết quả xây dựng Avatar 3D theo phương pháp máy học chuyên sâu ... 122 3.6 Kết quả xây dựng mô hình 3D Avatar theo đa dạng vóc dáng nam trung niên TP.HCM ............................................................................................... 127 3.6.1 Nhận xét về phương pháp xây dựng mô hình 3D cơ thể người.................... 127 3.6.2 Mô hình 3D Avatar theo đa dạng vóc dáng nam trung niên TP.HCM ........ 128 3.7 Kết quả may ảo Áo dài theo vóc dáng nam trung niên TP.HCM ........... 132 3.7.1 Tạo Avatar 3D theo số đo ............................................................................... 132 3.7.2 Mô tả mẫu Áo dài thiết kế thử nghiệm và chọn vật liệu trong CLO3D ....... 132 3.7.3 Thiết kế bộ mẫu kỹ thuật theo công thức thiết kế áo dài nam ...................... 133 3.7.4 Kết quả may ảo, thử ảo và đánh giá độ vừa vặn trang phục trên CLO3D. .. 133 3.7.5 Kết quả bộ sản phẩm áo dài hoàn thiện với lựa chọn họa tiết và màu sắc... 135 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .......................................................................................... 136 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN .................................................................................... 138 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ................................................................... 140 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ..................... 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 142 v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích 2D 2 chiều 3D 3 chiều ANN Artificial Neural Network ANOVA Analysis of Variance (Phân tích phương sai) BMI Body Mass Index (chỉ số khối lượng cơ thể) CAESAR Civilian American and European Surface Anthropometric Resource CP Control point CV Control vertex EP Edit point ISO International Standard Organisation LA Luận án LSTM Long short-term memory NC Nghiên cứu NURBS Non-Uniform Rational B-Spline OBM Original Brand Manufacturer (Nhà sản xuất thương hiệu gốc) ODM Original Designed Manufacturer (Nhà sản xuất thiết kế gốc) RNN Recurent Neural Network VHI Volume Height Index (Chỉ số thể tích – chiều cao) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TP. HCM Thành phố Hồ Chí Minh WHR Waist-to-hip ratio (Tỷ lệ eo – hông) vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Mốc đo ở phần cổ cơ thể và cách xác định. ................................................42 Bảng 2.2: Kích thước đo ở phần cổ trên cơ thể. ..........................................................42 Bảng 2.3: Mốc đo ở phần vai cơ thể người và cách xác định. ....................................43 Bảng 2. 4: Kích thước đo phần vai trên cơ thể. ...........................................................43 Bảng 2. 5: Mốc đo trên phần ngực cơ thể và cách xác định........................................44 Bảng 2.6: Kích thước đo phần ngực cơ thể. ................................................................45 Bảng 2.7: Mốc đo trên các kích thước phần tay cơ thể và cách xác định. ..................45 Bảng 2. 8: Kích thước đo phần tay trên cơ thể. ...........................................................46 Bảng 2. 9: Mốc đo trên phần bụng cơ thể người và cách xác định. ............................46 Bảng 2.10: Kích thước đo phần bụng trên cơ thể. .......................................................47 Bảng 2.11: Mốc đo các kích thước trên phần mông cơ thể người và cách xác định...48 Bảng 2.12: Kích thước đo phần mông trên cơ thể.......................................................48 Bảng 2.13: Mốc đo trên phần chân cơ thể và cách xác định. ......................................49 Bảng 2.14: Kích thước đo phần chân trên cơ thể. .......................................................49 Bảng 2.15: Các kích thước được sử dụng trong nghiên cứu. ......................................51 Bảng 2.16: Các số đo cơ bản dùng để may áo. ............................................................55 Bảng 2.17: Các số đo cơ bản dùng để may quần.........................................................55 Bảng 2.18: Bộ thông số đo cho mô hình 3D được xây dựng. .....................................55 Bảng 2.19: Số lát cắt cho mỗi vùng. ............................................................................58 Bảng 2.20: Tóm tắt dữ liệu hình ảnh quét 3D dùng để xây dựng mô hình 3D Avatar. .....................................................................................................................................61 Bảng 3.1: Thông số đo của 210 kích thước cơ thể người. ...........................................74 Bảng 3.2: Bảng tổng hợp các biểu đồ phân phối chuẩn của các kích thước cơ thể của 1106 nam giới 18÷60 tuổi sống tại TP. HCM. ............................................................77 Bảng 3.3: Bảng mô tả dữ liệu thống kê kích thước cơ thể của 1106 nam giới 18÷60 tuổi sống tại TP. HCM. .......................................................................................................84 Bảng 3.4: Kết quả xác định hệ số Cronbach’s Alpha. .................................................87 Bảng 3.5: Bảng tổng hợp biểu đồ đường cong chuẩn và xác suất chuẩn của các kích thước cơ thể của 378 nam trung niên 30÷60 tuổi sống tại TP. HCM. ........................87 Bảng 3.6: Bảng mô tả dữ liệu thống kê kích thước cơ thể của 378 nam trung niên 30÷60 tuổi sống tại TP. HCM. ................................................................................................94 Bảng 3.7: Kết quả kiểm tra độ phù hợp của mẫu KMO và kiểm tra Bartlett’s. ..........96 Bảng 3.8: Kết quả phân tích nhân tố chính. ................................................................97 Bảng 3.9: Kết quả kiểm định Independent-samples T-test của 2 nhóm. .....................98 Bảng 3.10: Bảng tỷ lệ phân bố các nhóm cơ thể lần lượt trong từng nhóm tuổi 18÷dưới 30 và 30÷60. ..............................................................................................................101 Bảng 3.11: Kết quả kiểm tra độ phù hợp của mẫu KMO và kiểm tra Bartlett’s. ......101 Bảng 3.12: Kết quả phân tích nhân tố chính của dữ liệu nhân trắc nam trung niên TP.HCM. ...................................................................................................................102 Bảng 3.13: Số lượng mẫu trong mỗi nhóm và tỷ lệ phần trăm trong mỗi nhóm. .....103 vii
Bảng 3.14: Kết quả phân tích ANOVA của 5 nhóm vóc dáng nam trung niên TP.HCM. ...................................................................................................................................104 Bảng 3.15: Kết quả phân tích tỷ lệ cơ thể của 5 nhóm cơ thể. ..................................107 Bảng 3.16: Giá trị trung bình của kích thước chủ đạo và BMI của các nhóm tuổi. ..110 Bảng 3.17: Phân bố tỷ lệ % vóc cơ thể của các nhóm theo chỉ số BMI. ...................110 Bảng 3.18: Tổng hợp giá trị trung bình kích thước cổ. .............................................111 Bảng 3.19: Tổng hợp giá trị trung bình các kích thước phần bụng. ..........................112 Bảng 3.20: So sánh kích thước chủ đạo của nam giới Việt Nam ở các thời kỳ. .......113 Bảng 3.21: Lỗi của các lát cắt chính..........................................................................120 Bảng 3.22: Lỗi của mô hình xây dựng 3D. ...............................................................120 Bảng 3.23: Lỗi của các lát cắt chính sau khi tách dữ liệu bị lỗi. ...............................121 Bảng 3.24: Lỗi của mô hình 3D được xây dựng sau khi tách dữ liệu bị lỗi.............121 Bảng 3.25: Lỗi trung bình trên mỗi lát cắt chính trên dữ liệu huấn luyện của bộ dữ liệu nam và nữ (bộ dữ liệu đầy đủ) ...................................................................................122 Bảng 3.26: Lỗi trung bình trên mỗi bộ phận của mô hình nam và nữ 3D sau khi kích hoạt mô hình CNN. Bộ thử nghiệm bao gồm các mẫu bị hư hỏng và không bị hư hại. Hai cột cuối cùng là giá trị trung bình của bộ kiểm tra bị hỏng và không bị hư hại. 125 Bảng 3.27 Lỗi trung bình trên mỗi phần của mô hình 3D nam và nữ trên bộ dữ liệu không bị hư hại trước và sau khi kích hoạt mô hình CNN. .......................................125 Bảng 3.28: Thời gian đào tạo và kiểm tra được tính trên các giá trị trung bình trên cả hai tập dữ liệu. ...........................................................................................................126 Bảng 3.29: Bảng tổng hợp hình ảnh 5 Avatar theo 5 vóc dáng của nam trung niên TP.HCM được xây dựng từ luận án. .........................................................................130 Bảng 3.30: Bảng tổng hợp hình 5 Avatar theo 5 vóc dáng của nam trung niên TP.HCM được tạo ra từ phần mềm thiết kế CLO3D. ...............................................................131 viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình ảnh mặc thử trang phục ảo ................................................................... 6 Hình 1.2: Mẫu áo cơ sở trước và sau khi điều chỉnh. .................................................... 7 Hình 1.3: Hình ảnh máy quét 3D cơ thể người. ............................................................ 8 Hình 1.4: Các mốc nhân trắc ở phần trên cơ thể, mặt trước.......................................... 8 Hình 1.5: Các mốc nhân trắc ở phần dưới cơ thể, mặt trước. ....................................... 9 Hình 1.6: Các mốc nhân trắc ở phần trên cơ thể, mặt nghiêng. .................................... 9 Hình 1.7: Các mốc nhân trắc ở phần trên cơ thể, mặt sau. ............................................ 9 Hình 1.8: Phân loại vóc dáng theo tư thế đứng của cơ thể người. .............................. 11 Hình 1.9: Phân loại tư thế dứng của cơ thể [52].......................................................... 11 Hình 1.10: Các hình dạng cơ thể nam giới .................................................................. 14 Hình 1.11: Phân loại các phương pháp học sâu cho đám mây điểm 3D [26]. ............ 32 Hình 1.12: PointNet . ................................................................................................... 33 Hình 1.13: Mạng dựa trên đồ thị. ................................................................................ 33 Hình 2.1: Sơ đồ tổng thể phương pháp nghiên cứu của đề tài. ...................................35 Hình 2.2: Buồng quét máy 3D Size Stream đặt tại Phòng máy chất lượng cao của khoa May Thời Trang, Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh. .........................................37 Hình 2.3: Cân đo sức khỏe điện tử InBody. ................................................................39 Hình 2.4: Hình minh họa tư thế đứng trong buồng máy. ............................................39 Hình 2.5: Các mốc nhân trắc của người mẫu nam (a) và nữ (b) được trích xuất tự động từ SizeStream. ..............................................................................................................41 Hình 2.6: Các mặt cắt dựa trên mốc nhân trắc được trích xuất tự động từ SizeStream. .....................................................................................................................................41 Hình 2.7: Kích thước đo phần cổ trên cơ thể. .............................................................43 Hình 2.8: Mốc đo trên phần vai cơ thể. .......................................................................44 Hình 2.9: Kích thước đo phần vai trên cơ thể. ............................................................44 Hình 2.10: Mốc đo trên phần ngực cơ thể. ..................................................................44 Hình 2. 11: kích thước đo phần ngực cơ thể ...............................................................44 Hình 2. 12: Các mốc đo phần tay cơ thể. ....................................................................45 Hình 2. 13: Kích thước đo phần tay trên cơ thể. .........................................................46 Hình 2.14: Các mốc đo ở phần bụng cơ thể. ...............................................................47 Hình 2.15: Kích thước đo phần bụng trên cơ thể. .......................................................47 Hình 2.16: Mốc đo trên phần mông cơ thể. .................................................................48 Hình 2.17: Kích thước đo phần mông cơ thể ..............................................................48 Hình 2.18: Kích thước đo phần bụng cơ thể. ..............................................................49 Hình 2.19: Kích thước đo phần chân cơ thể. ...............................................................50 Hình 2.20: Minh họa cách trình bày bảng tổng hợp đồ thị xác định phân phối chuẩn của các kích thước cơ thể. ..................................................................................................52 Hình 2.21: Minh họa cách trình bày bảng tổng hợp các đặc trưng thống kê nhân trắc. .....................................................................................................................................52 Hình 2.22: Mô hình xử lý tổng quát. ...........................................................................54 Hình 2.23: Avatar trong bộ dữ liệu nam và nữ lưu trữ dạng đám mây điểm. .............61 ix
Hình 2.24: Các mốc giải phẫu của một người mẫu nam. ............................................62 Hình 2.25: Mô hình con người 3D bị hư hỏng. ...........................................................62 Hình 2.26: Tiền xử lý mô hình con người 3D. ............................................................63 Hình 2.27: Xây dựng cấu trúc lát. a) lát gốc, b) chọn các thành phần lát, c) điền dữ liệu bị thiếu. ........................................................................................................................64 Hình 2. 28: Vị trí của các lát cắt chính. .......................................................................65 Hình 2.29: Một ví dụ thỏa mãn cấu trúc lát đề xuất. Mỗi điểm cách nhau 3o, điểm neo nằm ở điểm gốc. ..........................................................................................................66 Hình 3.1: Dữ liệu 3D ở dạng đám mây điểm ảnh và bể mặt trơn được trích xuất tự động. ..................................................................................................................................... 73 Hình 3.2: Dữ liệu 3D của mốc nhân trắc được trích xuất tự động. ............................. 73 Hình 3.3: Vị trí các kích thước cơ thể. ........................................................................ 76 Hình 3.4: Biểu đồ phân tán (a scatter plot) cho các giải pháp phân nhóm. ............... 104 Hình 3.5: Chiều cao các nhóm tuổi (a) và chênh lệch vòng ngực vòng eo của 3 nhóm tuổi (b) ....................................................................................................................... 110 Hình 3.6: Phân bố BMI nam trung niên theo nhóm tuổi. .......................................... 111 Hình 3.7: Mặt cắt ngang chân cổ. .............................................................................. 111 Hình 3.8: Bộ khung vị trí các mặt cắt quan trọng sẽ được tương tác. ....................... 114 Hình 3.9: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần đùi. ................................................ 115 Hình 3.10: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần bắp chân. ..................................... 115 Hình 3.11: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần mông. .......................................... 115 Hình 3.12: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần ngực. ........................................... 115 Hình 3.13: Minh họa bước 1 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu. ..................... 116 Hình 3.14: Minh họa bước 2 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu. ..................... 116 Hình 3.15: Minh họa bước 3 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu. ..................... 116 Hình 3.16: Minh họa bước 4 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu. ..................... 116 Hình 3.17: Minh họa bước 5 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu. ..................... 117 Hình 3.18: Nội suy đường cong gần như tròn từ 4 điểm với các tham số độ căng khác nhau. .......................................................................................................................... 117 Hình 3.19: Nội suy đường cong phức tạp từ 12 điểm với các tham số độ căng khác nhau. .......................................................................................................................... 117 Hình 3.20: Các mặt cắt trên cơ thể sau khi nội suy. .................................................. 118 Hình 3.21: Các lát cắt của vùng ngực........................................................................ 118 Hình 3.22: Các lát cắt của vùng mông. ..................................................................... 118 Hình 3.23: Các lát cắt của vùng đùi. ......................................................................... 119 Hình 3.24: Các lát cắt của vùng bắp chân. ................................................................ 119 Hình 3.25: Các lát cắt của khu vực cánh tay trên. ..................................................... 119 Hình 3.26: Mô phỏng mô hình 3D tương ứng với số 2D. ......................................... 120 Hình 3.27: Mô hình 3D nữ từ máy quét 3D bị lỗi. .................................................... 121 Hình 3.28: Đường cong vectơ cắt lát đường cong của cổ tay, hông và đùi của 20 ví dụ trong bộ dữ liệu nam. ................................................................................................. 124 x
Hình 3.29: Vectơ cắt lát đường cong đường cong của cổ, bên trái và bên phải của 10 ví dụ trong bộ dữ liệu nam. ............................................................................................ 124 Hình 3.30: Hình đại diện 3D của nam và nữ: ............................................................ 126 Hình 3.31: Hình chụp mặt trước của 5 Avatar theo thông số đo của 5 vóc dáng nam trung niên TP.HCM được xây dựng trong luận án. ................................................... 128 Hình 3.32: Hình chụp mặt trước của 5 Avatar theo thông số đo của 5 vóc dáng nam trung niên TP.HCM được xây dựng trong luận án. ................................................... 129 Hình 3.33: Minh họa của vải được chọn từ thư viện vải C LO3D để ứng dụng thiết kế áo dài nam giới Việt Nam. ......................................................................................... 133 Hình 3.34: Bộ mẫu rập gồm các chi tiết: thân áo, tay áo, cổ áo, quần và cạp........... 133 Hình 3.35: Kết quả may ảo, thử ảo và đánh giá ảo lần 1........................................... 134 Hình 3.36: Kết quả may ảo, thử ảo và đánh giá ảo lần 2........................................... 134 Hình 3.37: Mẫu mô phỏng áo dài nam với bề mặt vải dày, trong suốt và lưới trên phần mềm CLO 3D. ........................................................................................................... 135 Hình 3.38: Mẫu mô phỏng áo dài nam bề mặt vải lụa taffeta trên phần mềm CLO 3D. ................................................................................................................................... 135 Hình 3.39: Mẫu mô phỏng áo dài nam cho nhóm vóc dáng 2 nam trung niên TP.HCM trên phần mềm CLO3D.. ...........................................................................................136 xi
LỜI MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Trong những năm gần đây, công nghệ 3D được mọi người nhắc đến ngày càng nhiều và đang trở thành chủ đề nở rộ trên thế giới. Chúng ta đã thấy sự phát triển của công nghệ 3D trong giải trí, trong các ngành công nghiệp và đang tiến gần cuộc sống tiêu dùng hàng ngày. Cùng với sự phát triển thần tốc của công nghệ điện toán, ngành công nghệ may và thời trang cũng đang tận dụng các kỹ thuật mới để phát triển. Các nhà khoa học [1-4] phát triển cửa hàng quần áo trực tuyến dưới dạng ứng dụng web. Thời trang ảo đang là xu hướng và nhu cầu mua sắm thời trang online của các khách hàng thông minh. Các nghiên cứu đã sử dụng kích thước chính của cơ thể con người làm dữ liệu đầu vào để áp dụng trong một mô hình chung, làm biến dạng mô hình hiện có trong cơ sở dữ liệu sẽ dễ dàng có được mô hình mới hơn. Ứng dụng của thực tế ảo trong ngành may mặc bắt đầu từ những năm 1980, là công nghệ hiển thị ảo hàng may mặc ba chiều dựa trên thực tế ảo và công nghệ mô phỏng kỹ thuật số [2]. Với sự hỗ trợ của công nghệ thiết kế 3D, trí tuệ nhân tạo và công nghệ thực tế ảo, thời trang kỹ thuật số bùng nổ mạnh mẽ hơn bao giờ hết, đặc biệt phù hợp với xu hướng phát triển thời trang bền vững [5]. Optitex, V-Stitcher, CLO3D,v.v là những phần mềm thiết kế thời trang 3D tiên phong, có thể tích hợp việc xây dựng mô hình người, thiết kế mẫu 2D, may ảo 3D, mô phỏng vải và trình diễn thời trang ảo [6]. Đồng thời, khả năng đánh giá ảo độ vừa vặn trang phục và các chức năng khác có thể được sử dụng để tạo ra quần áo cho người tiêu dùng dựa trên vóc dáng cơ thể của họ [3]. Hiện nay, việc ứng dụng các phần mềm thiết kế 3D ngày càng trở nên phổ biến tại Việt Nam, hứa hẹn một tương lai mới của ngành công nghiệp thời trang thế giới nói chung và ngành công nghiệp dệt may Việt Nam nói riêng. Ngành dệt may Việt Nam là ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước, một trong những ngành xuất khẩu chủ lực với tốc độ tăng trưởng bình quân 10%/năm, con số này cho thấy ngành dệt may đang đi đến đỉnh điểm của sự hội nhập toàn cầu và là một trong những nước xuất khẩu dệt may đứng đầu trên thế giới, dự kiến 2021-2030, ngành dệt may sẽ phát triển theo chiều sâu, tiếp cận tiêu dùng bằng cách dành thế chủ động, hướng tới phương thức sản xuất cao hơn như ODM, OBM, kiện toàn phát triển nội lực thiết kế nhằm tăng giá trị sản phẩm [7]. Vì vậy việc nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar làm cơ sở nền tảng xây dựng ma-nơ-canh kỹ thuật số theo vóc dáng người Việt Nam có thể tích hợp vào các phần mềm thiết kế thời trang 3D đang là xu hướng giải pháp giúp nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành công nghệ dệt may nước ta trong xu thế hội nhập thế giới. Các nghiên cứu về 3D ứng dụng cho ngành công nghệ may đều cần nguồn đầu vào là dữ liệu quét 3D cơ thể người. Từ dữ liệu quét 3D các tác giả có thể nghiên cứu ra nhiều kết quả đa dạng phục vụ cho sự phát triển của ngành công nghệ may như: nghiên cứu về đặc điểm vóc dáng cơ thể, nghiên cứu đặc điểm hình thể, nghiên cứu về phương pháp xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người phục vụ cho các phần mềm thiết kế trang phục 3D, v.v. Đồng thời các mẫu ma-nơ-canh truyền thống hiện nay thì không còn phù hợp với vóc dáng của người Việt Nam, gây ra các khó khăn trong việc 1
thiết kế trang phục cũng như thử mẫu đánh giá độ vừa vặn của sản phẩm may mặc cho người Việt. Tuy nhiên chi phí đầu tư để có được dữ liệu quét 3D khá cao, chính vì thế các nghiên cứu 3D ứng dụng cho ngành công nghệ may và thời trang theo vóc dáng người Việt Nam đang gặp rất nhiều khó khăn, càng khẳng định hướng nghiên cứu về phân loại vóc dáng cơ thể ứng dụng trong phần mềm thiết kế cho người Việt Nam là cấp bách. Một số năm gần đây, các nhà khoa học Việt Nam đã có một số nghiên cứu vóc dáng và đặc điểm hình dạng cơ thể đối với các đối tượng phụ nữ [8-22], học sinh nam, nữ, bé trai, bé gái [21, 23, 24], nam nữ trong độ tuổi lao động [21, 22, 25, 26]. Tuy nhiên ở độ tuổi nam trung niên từ 30-60 tuổi, là độ tuổi dự doán có nhiều biến động về vóc dáng do nhu cầu sinh hoạt dinh dưỡng và việc làm đa dạng [27, 28], thì chưa có công trình nào nghiên cứu đặc trưng nào. Hơn nữa, nhóm tuổi này là nhóm tuổi chính tham gia hoạt động trong các lĩnh vực của nền kinh tế, đóng góp tích cực cho sự phát triển xã hội. Đây cũng là nhóm đối tượng cần hoàn thiện hình ảnh của mình thông qua trang phục, có nhu cầu và có khả năng chi trả cho các loại trang phục phù hợp. Chính vì thế nhu cầu nghiên cứu vóc dáng và đặc điểm cơ thể độ tuổi này là cần thiết. Do đó, luận án này tập trung vào nghiên cứu phân loại hình dáng cơ thể nam trung niên từ 30-60 tuổi có ý nghĩa quan trọng, góp phần đề xuất và nghiên cứu những giải pháp thiết kế nhằm tăng khả năng đáp ứng nhu cầu mặc đẹp vừa vặn thoải mái của người tiêu dùng. Kết quả nghiên cứu này sẽ góp phần quan trọng trong dữ liệu nhân trắc 2D và 3D và khoa học phân loại vóc dáng cơ thể nam trung niên Việt Nam. Đồng thời phương pháp xây dựng mô hình 3D Avatar theo vóc dáng cơ thể bằng máy học sâu là khoa học và công nghệ hiện đại tiên phong hiện nay. Sự liên kết khoa học giữa ngành công nghệ may và công nghệ thông tin hứa hẹn một tương lai mới của ngành công nghiệp thời trang thế giới nói chung và ngành công nghiệp dệt may Việt Nam nói riêng, đặc biệt đóng góp to lớn vào giai đoạn nghiên cứu thiết kế thời trang và phát triển sản phẩm. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Nghiên cứu phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh. - Xây dựng được ma-nơ-canh kỹ thuật số phù hợp với vóc dáng người Việt Nam. Ứng dụng được làm Avatar trong các phần mềm thiết kế trang phục 3D. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Dữ liệu 2D và 3D kích thước cơ thể người Để hoàn thành được mục tiêu nghiên cứu của đề tài, hai nhóm đối tượng được nghiên cứu là: - Để đạt được mục tiêu phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh, luận án sử dụng dữ liệu kích thước 2D và đám mây điểm 3D cơ thể của 378 người nam trung niên khối văn phòng ở Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam. 378 đối tượng này được chia làm 3 nhóm tuổi: 30-40, 41-50 và 51-60. Số lượng đối tượng của mỗi nhóm đã được tính toán theo mức độ biến động chiều cao của các đối tượng nhằm đảm bảo mức xác suất tin cậy P = 0,95. Đối tượng này được sử dụng để nghiên cứu phân loại 2
vóc dáng cơ thể người, sử dụng để kiểm tra và thử nghiệm độ vừa vặn của trang phục cho người nam trung niên. - Để hoàn thành mục tiêu xây dựng được Avatar 3D trong các phần mềm thiết kế trang phục 3D theo vóc dáng người Việt Nam, luận án sử dụng dữ liệu 2D và 3D kích thước cơ thể của 1706 người Việt Nam, gồm cả nam giới và và nữ giới. Đối tượng này cần thiết cho nghiên cứu xây dựng Avatar nam và nữ bằng phương pháp máy học chuyên sâu vốn cần số lượng lớn dữ liệu 3D. 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu phân loại vóc dáng và đặc điểm nhân trắc của nam trung niên khối văn phòng sống và làm việc tại Thành phố Hồ Chí Minh, tuổi từ 30 đến 60. - Nghiên cứu phương pháp xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người ở trạng thái tĩnh theo kích thước và vóc dáng người Việt Nam. 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN - Nội dung 1: Phân loại và phân tích đặc điểm vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh từ dữ liệu quét 3D. - Nội dung 2: Nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người từ dữ liệu quét 3D theo vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Nội dung nghiên cứu được thực hiện bằng các phương pháp sau: - Phương pháp phân tích và tổng hợp: nghiên cứu, phân tích các tài liệu, công trình khoa học ở Việt Nam và trên thế giới có nội dung liên quan. Nhận xét, đánh giá các vấn đề còn tồn tại. Từ đó, định hướng nghiên cứu của luận án phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cho từng nội dung cụ thể. Thực nghiệm phân loại vóc dáng cho nam trung niên TP.HCM: Để phân loại vóc dáng nam trung niên TP.HCM làm dữ liệu đầu vào cho xây dựng Avatar 3D, luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu điều tra cắt ngang dữ liệu nhân trắc. Thực nghiệm được thiết kế thành 3 giai đoạn: thứ nhất là thu thập và mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu nhân trắc 3D; tiếp theo là phân loại vóc dáng 1106 nam giới TP.HCM, dự đoán kết quả sẽ có sự khác biệt về vóc dáng theo độ tuổi; cuối cùng là phân loại vóc dáng cho 378 nam trung niên TP.HCM. + Thu thập dữ liệu 3D và mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu các kích thước thông qua giá trị trung bình, trung vị, độ lệch chuẩn, giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất, độ nhọn, phân vị. Đồng thời xác định phân phối chuẩn của các kích thước cơ thể. Các bước thực nghiệm như sau: o Chuẩn bị thiết bị đo dữ liệu kích thước cơ thể 2D và 3D là máy quét 3D Size Streamer ở trường Đại học Công nghiệp TPHCM. o Lập kế hoạch quét 3D cho các đối tượng nghiên cứu o Mô tả đặc trưng thống kê các kích thước cơ thể sử dụng cho nghiên cứu vóc dáng và xây dựng Avatar 3D. 3
+ Phân loại vóc dáng cho tổng 1106 nam giới trong độ tuổi lao động bao gồm sinh viên, công nhân, cán bộ, giảng viên đến từ các trường Đại học và Cao đẳng trong TP. Hồ Chí Minh. Kết quả mô tả dữ liệu cho 1106 người cần thiết cho dữ liệu đầu vào của công tác nghiên cứu phương pháp xây dựng Avatar ban đầu. Các bước thực nghiệm phân tích phân loại vóc dáng và đặc điểm gồm: Phân tích nhân tố chính; Kiểm định KMO và Bartlett’s; Phân tích phân nhóm K-mean và phân tích biệt số; So sánh phân tích ANOVA hoặc T-test; tính tỷ lệ liên hệ giữa các kích thước. Xử lý dữ liệu trên phần mềm SPSS. + Phân loại vóc dáng cho tổng 378 nam trung niên TP.HCM: Nghiên cứu tập trung vào phân tích sự đa dạng vóc dáng cho lứa tuổi nam trung niên. Các bước thực nghiệm phân tích phân loại vóc dáng và đặc điểm giống bên trên. Kết quả dữ liệu và đặc trưng cơ thể của từng vóc dáng giai đoạn này được sử dụng làm dữ liệu đầu vào để xây dựng nên đa dạng Avatar 3D theo đa dạng vóc dáng nam trung niên TP. Hồ Chí Minh. Thực nghiệm cho nội dung xây dựng Avatar 3D: Để xây dựng Avatar 3D, nghiên cứu sinh đã lần lượt nghiên cứu 3 phần. Đầu tiên là phương pháp toán học nội suy, sau đấy là máy học chuyên sâu, cuối cùng là kiểm tra may thử ảo Áo dài cho mô hình 3D Avatar theo vóc dáng nam trung niên đã được xây dựng. + Thiết kế mô hình 3D bằng phương pháp nội suy toán học. Chúng tôi đề xuất một phương pháp hình thành các hàm biến dạng để có thể xây dựng lại cơ thể người 3D bằng các thông số kích thước cơ thể 2D và 3D. Ý tưởng tiên tiến trong phương pháp của chúng tôi là chia cơ thể 3D thành các phần nhỏ. Theo cách đó, các tham số khác nhau cần thiết để nội suy cho từng phần được thiết lập. Ghép các phần lại thành mô hình 3D cơ thể người hoàn chỉnh. + Các đám mây điểm và các mắt lưới là một bước thiết yếu trong việc xây dựng các mô hình 3D. Luận án này giới thiệu một phương pháp mới để tạo ra đám mây điểm của các đối tượng 3D từ các thông số kích thước cơ thể quan trọng. Để tìm mối quan hệ giữa hình dạng và kích thước, luận án trình bày một phương pháp thể hiện dữ liệu 3D được gọi là cấu trúc lát mỏng (slice- structure). Một mô hình học tập dựa trên Mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Network -CNN) được thiết kế, sau đó được thao tác để tương thích với sự miêu tả dữ liệu. Các lát cắt chính được tạo ra bằng cách khớp với chiều cao xác định trước trước khi toàn bộ đám mây điểm được điều chỉnh bởi Mạng nơ-ron tích chập. + Sau khi có kết quả mô hình 3D Avatar, nhập Avatar vào phần mềm CLO3D để thiết kế, may ảo, thử ảo sản phẩm. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN 1) Đã xây dựng được phương pháp tiên tiến có độ chính xác cao để thu thập được dữ liệu 3D của 1106 nam giới TP. HCM tuổi từ 18-60. 2) Đã phối hợp giữa khoa học nhân trắc và thiết kế thời trang để trích xuất các kích thước cơ thể người từ dữ liệu 3D và sử dụng công cụ toán thống kê để phân tích dữ liệu phục vụ phân loại vóc dáng cho đối tượng nam trung niên Việt Nam. 4
3) Lấy dữ liệu đầu vào là kết quả nội dung nghiên cứu 1 (kích thước 2D và vóc dáng 3D nam trung niên TP HCM), dựa trên cơ sở khoa học nhân trắc xây dựng các bài toán phân tích thành phần chính và sử dụng phương pháp máy học sâu và phương pháp toán học nội suy để giải các bài toàn tiến tới mục tiêu xây dựng mô hình 3D Avatar phù hợp với cơ thể nam trung niên TP. HCM có khả năng kết nối với phần mềm thiết kế thời trang CLO3D có sẵn. 7. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 1) Bộ dữ liệu nhân trắc 2D và 3D nam trung niên Thành phố HCM trên cơ sở dữ liệu 3D của 1106 nam giới TP. HCM tuổi 18-60 được thu thập bằng thiết bị quét cơ thể người là đóng góp thực tiễn cho sự phát triển ngành thời trang may sẵn của Việt Nam. 2) Xây dựng thành công Avatar 3D, kết nối thành công Avatar mới với phần mềm thiết kế thời trang CLO3D, ứng dụng thành công Avatar mới trong thiết kế thời trang là đóng góp mới góp phần thúc đẩy công nghệ thiết kế thời trang 3D tại Việt Nam. 8. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN 1) Đã xây dựng được bộ dữ liệu 2D và 3D cơ thể người từ 30 đến 60, nam trung niên Thành phố HCM. Phân loại được thành 5 vóc dáng. 2) Xây dựng được Avatar 3D theo vóc dáng nam trung niên Thành phố HCM sử dụng phương pháp nội suy toán học, kết nối được phần mềm thiết kế thời trang CLO3D. Ứng dụng thành công Avatar mới trong các phần mềm thiết kế thời trang là đóng góp thúc đẩy ngành Công nghệ dệt may và Thiết kế thời trang tại Việt Nam. 3) Đã ứng dụng phương pháp máy học sâu để xây dựng Avatar 3D. 9. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm 3 chương: - Chương 1: Tổng quan về phân loại vóc dáng, đặc điểm nhân trắc nam giới và mô phỏng mô hình 3D cơ thể người - 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 Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar theo vóc dáng nam giới Việt Nam, là nền tảng cơ sở phục vụ cho sự phát triển của thời trang kỹ thuật số đang vừa là cơ hội, vừa là thách thức đối với các doanh nghiệp thời trang [1-5, ]. Để chuẩn bị kiến thức nền tảng nhằm giúp đạt được mục tiêu nghiên cứu đã đề ra, nghiên cứu tổng quan của luận án tiến sĩ này sẽ tập trung vào hai nội dung quan trọng và các khía cạnh liên quan của mỗi nội dung. Trong nội dung lớn thứ nhất, tổng quan về phân loại vóc dáng gồm: (1) Phương pháp xác định thông số kích thước cơ thể người; (2) Phương pháp phân loại vóc dáng cơ thể người gồm nhiều cách như: i) theo đặc trưng hình dạng tư thế cơ thể, ii) theo tỷ lệ kích thước cơ thể; iii) theo chỉ số tương quan; iv) theo xử lý số liệu thống kê. Trong nội dung lớn thứ hai, tổng quan về ứng dụng công nghệ 3D tạo mô hình Avatar 3D trong ngành công nghiệp dệt may gồm: (1) Nghiên cứu mô hình sản phẩm từ dữ liệu quét 3D cơ thể; (2) Phương pháp nội suy toán học hay hồi quy từ dữ liệu quét 3D để xây dựng mô hình 3D, (3) Phương pháp máy học, mà đặc biệt là máy học sâu xây dựng Avatar cơ thể người từ dữ liệu quét 3D. 1.1 Tổng quan về phân loại vóc dáng cơ thể nam giới Cùng với cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 trong thời điểm dịch Covid-19 ảnh hưởng nặng nề đến ngành thời trang, người ta đã quen với hình thức mua sắm trực tuyến với sự hỗ trợ của thiết kế 3D, thử đồ ảo,… [1-5, 29] (Hình 1.1). Một trong những chìa khóa quan trọng là phân loại và xác định hình dạng cơ thể của khách hàng để mặc vừa hơn. Để tối ưu hóa việc ứng dụng phần mềm thiết kế 3D vào thiết kế sản phẩm may mặc cho người Việt Nam, trước tiên cần xây dựng thư viện Avatar ảo mang đặc điểm nhân trắc học của từng nhóm đối tượng. Vì vậy việc nghiên cứu vóc dáng là một mắt xích quan trọng trong việc phát triển ngành công nghệ may và thời trang trên toàn thế giới và Việt Nam. Mặt trước thử trang phục ảo Mặt sau thử trang phục ảo Hình 1.1: Hình ảnh mặc thử trang phục ảo Ở Việt Nam hiện nay, thị trường may mặc đang phát triển mạnh mẽ, bên cạnh các hãng thời trang nổi tiếng của quốc tế thì các công ty Việt Nam cũng cho ra rất nhiều sản phẩm may mặc phục vụ nhu cầu người tiêu dùng trong nước. Tuy nhiên kích cỡ sản phẩm đa phần chưa phù hợp với vóc dáng và tỷ lệ cơ thể người Việt. Các công trình nghiên cứu trước đây [10-12, 14-16, 20] đã chỉ ra rằng, đặc điểm hình dáng cơ thể người mặc có ảnh hưởng không nhỏ đến việc thiết kế trang phục và tạo dáng quần áo. Việc phân loại hình dáng cơ thể người giúp người thiết kế thời trang phân biệt và nhận diện đặc trưng cơ thể người, từ đấy đề xuất phương pháp thiết kế hoặc điều chỉnh thiết kế phù hợp với quần áo cho người mặc (Hình 1.2). Trong các tài liệu thiết kế quần 6
áo trong và ngoài nước [30-35] đều khẳng định hình dạng bên ngoài của cơ thể người liên quan rất nhiều với phương pháp thiết kế và tạo dáng quần áo. Mẫu áo trước khi điều chỉnh Mẫu áo sau khi điều chỉnh Hình 1.2: Mẫu áo cơ sở trước và sau khi điều chỉnh. Trong quá nghiên cứu cơ thể người, các nhà khoa học đã cho thấy tỉ lệ các phần cơ thể người phát triển không đồng đều theo thời gian [36, 37]. Theo không gian, hoàn cảnh địa lý, chủng tộc thì các đặc điểm hình thái cơ thể cũng rất khác nhau. Ngay cả cùng chủng tộc, cùng dòng họ, thậm chí giữa các cá nhân cũng nhận thấy sự khác biệt về các đặc điểm và tỷ lệ các bộ phận cơ thể này [36]. Ở Việt Nam đã có những nghiên cứu về số liệu nhân trắc học nam và nữ ở các lứa tuổi [8-26], tuy nhiên các nghiên cứu liên quan đến vóc dáng và đặc điểm cơ thể nam giới trong độ tuổi trung niên từ 30-60 tuổi chưa được công bố trong các công trình khoa học trước. 1.1.1 Phương pháp xác định thông số kích thước cơ thể Có hai phương pháp chính để xác định thông số kích thước cơ thể bao gồm phương pháp đo tiếp xúc bằng bộ dụng cụ đo Martin [38] và phương pháp đo không tiếp xúc như quét 3D [39]. Công cụ thước đo do Rudolf Martin phát minh và được sử dụng trong công tác thống kê nhân trắc lần đầu trong các năm 1900- 1925 [38]. Sau này thước đo Martin tiếp tục được sử dụng rộng rãi toàn cầu trong các nghiên cứu khoa học, trong khảo sát và thống kê nhân trắc quy mô lớn ở Việt Nam [21, 22, 24, 40-43]. Một trong những máy quét 3D đầu tiên được sử dụng để sao chép cơ thể con người được sản xuất tại Loughborough những năm cuối tám mươi [44] Hình 1.3. Đây là một máy quét bóng có thể chụp đường viền của cơ thể con người nhưng không có chỗ lõm. Vài năm sau, vào đầu những năm chín mươi, công ty Cyberware đã phát hiện ra nhu cầu về bản sao 3D của con người trong ngành công nghiệp điện ảnh Hollywood và tích cực nghiên cứu phục vụ điện ảnh. Lúc đấy, những người thiết kế thời trang và thợ may cũng đã phàn nàn về việc khó tiếp cận với diễn viên để kiểm tra sự phù hợp của quần áo cho phim ảnh. Từ đấy các phần mềm thiết kế thời trang có dùng mô hình quét 3D để thiết kế và thử ảo trang phục ban đầu phục vụ điện ảnh được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ [44]. Có rất nhiều máy quét 3D có thể sử dụng quét toàn thân cơ thể người như Hamamatsu của Nhật Bản, Vitronic của Đức, Telmat của Pháp, SizeStream của Mỹ, v.v.. Kết quả thu được từ phương pháp đo không tiếp xúc từ máy quét toàn thân cơ thể người là kết quả trực tiếp, không chỉ là thông số đo 2D mà còn có cả hình dạng đám mây điểm ảnh cơ thể người 3D. Hiện nay phương pháp đo không tiếp xúc bằng máy quét 3D trở nên thông dụng trên thế giới. Ưu điểm của phương pháp này là giúp cho người nghiên cứu sẽ thu thập được tất cả các thông số kích thước một cách chính xác, đặc biệt là có thể lưu trữ dữ liệu 2D và 3D sử dụng lâu dài và kế thừa 7
đối với các nghiên cứu về cơ thể người, về thiết kế trang phục đảm bảo độ vừa vặn theo vóc dáng [39, 44]. (a) (b) (a) Hình ảnh máy quét 3D đầu tiên; (b) Hình ảnh quét 3 mặt cơ thể. Hình 1.3: Hình ảnh máy quét 3D cơ thể người. Trong các công trình nghiên cứu về xây dựng mô hình 3D cơ thể nam giới, bộ dữ liệu 2D và 3D của CAESAR [39, 45] được xem là một nguồn tài liệu tham khảo giá trị, đặc biệt về mốc nhân trắc trong 3D được trình bày với đầy đủ hình ảnh mô tả vị trí cụ thể trên cơ thể mặt trước, mặt sau, bên trái, bên phải. Bộ dữ liệu 3D của CAESAR làm đại diện số đo của công dân Châu Mỹ và Châu Âu, được thống kê từ số đo của 2400 công dân Mỹ và Canada, 2000 công dân Châu Âu, phân bổ đồng đều đa dạng công việc, đa dạng chủng tộc. Trong nghiên cứu CAESAR đã xác định 74 kích thước cơ thể bao gồm cả số đo bên trái và bên phải cơ thể và yêu cầu tư thế đứng và ngồi. Trong thiết kế trang phục và Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục, xu hướng thiết kế trang phục cho cơ thể đối xứng nên ta lấy số đo trung bình của bên trái và bên phải cơ thể làm kết quả cho xử lý số liệu và dựng hình. Xác định mốc nhân trắc chính xác là khởi điểm quan trọng đảm bảo độ chỉnh xác bộ dữ liệu thông số kích thước cơ thể người, do vậy trong bất kỳ nghiên cứu khoa học về nhân trắc nào, việc xác định chính xác các mốc nhân trắc cũng được đặt lên hàng đầu. Các mốc nhân trắc được tự động trích xuất từ máy quét 3D của CAESAR mô tả trong hình 1.4 – 1.7. Hình 1.4: Các mốc nhân trắc ở phần trên cơ thể, mặt trước. 8