CC BY
40
ТЕХНОЛОГИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 687.15
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОДЕЖДЫ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОБРАЗА РЕБЕНКА-ИНВАЛИДА
© 2009 г. О.Н. Харлова, Е.Г. Панферова, И.Ю. Соколовская
Новосибирский технологический институт Technological Institute of the Moscow State
Московского государственного университета University of the Design and Technologies,
дизайна и технологии Novosibirsk
Освещены результаты исследовательской работы в области проектирования одежды для детей-инвалидов, больных детским церебральным параличом. Представлена классификация морфологических особенностей тела ребенка-инвалида. На выделенные в классификации группы детей-инвалидов разработана автоматизированная методика проектирования конструкции одежды с учетом морфологических особенностей тела детей с детским церебральным параличом.
Ключевые слова: дети-инвалиды, детский церебральный паралич, морфологические особенности тел, методика проектирования, конструкция одежды.
In this article research job performances are lighted up in areas ofplanning of clothes for children-invalids, patients by a child by a cerebral paralysis. Classification of morphological features of body is presented child-invalid. On the groups of children selected in classification - invalids the automated of planning is developed constructions of clothes taking into account the morphological body features of children with child's cerebral paralysis.
Keywords: children-invalids, cerebral paralysis, morphological features of bode, method of planning, constructions of clothes.
По данным Госкомитета Российской Федерации, каждый десятый ребенок-инвалид является инвалидом по причине заболеваний опорно-двигательного аппарата. Такие масштабы заболевания нуждаются в пристальном внимании, которое должно уделяться со стороны общества в отношении всех сфер жизни таких детей.
Для проектирования одежды, повышающей качество жизни детей-инвалидов, необходимо разработать методику проектирования, учитывающую морфологические, физиологические и психологические особенности ребенка. В основе принципов проектирования конструкций деталей одежды должны быть положены сведения о дефектах органов опоры и особенностях движения, так как от этих факторов, являющихся основным симптомом при детском церебральном параличе (ДЦП), зависит степень отклонений от условно-типовых фигур.
Методика проектирования одежды на основе компьютерного образа ребенка-инвалида включает в себя следующие этапы: получение цифрового изображения ребенка; измерение обхватных размерных признаков контактным способом при помощи сантиметровой ленты; получение дополнительных размерных признаков с цифровой фотографии; ввод размерных признаков и выбор типовой базовой конструкции (ТБК) в САПР «Грация»; модификация ТБК изделия на конкретную фигуру ребенка-инвалида в программе Fox Pro.
Деформации опорно-двигательного аппарата у детей и подростков, страдающих ДЦП, отличаются многообразием, сложностью и взаимной обусловленностью. Существующие медицинские классификации ДЦП основаны на этиологических признаках (учении о причинах и условиях возникновения болезни) [1]. Для проектирования одежды необходимо разработать классификацию отклонений формы тела ребенка-инвалида от условно-типовой фигуры в зависимости от степени деформации органов опоры, характера и степени двигательных отклонений. Эти два фактора могут быть использованы для характеристики всех случаев церебральных параличей.
По результатам морфологического исследования визуального, фото- и видеонаблюдения детей, больных ДЦП, была разработана классификация отклонений форм тел детей-инвалидов, представленная на рис. 1.
Выделено два типа отклонений: в динамике и в статике. Отклонения в статике подразделяются на два класса - для детей, способных принимать и удерживать вертикальное положение тела и не способных принимать и удерживать вертикальное положение тела. Для каждого из классов отклонений необходимо вносить соответствующие изменения в ТБК одежды. Отклонения в динамике подразделяются также на две группы: ограничение движений и чрезмерные неконтролируемые движения. Для первой группы нет необходимости внесения изменений в ТБК, для второй группы необходимы дополнительные динамические прибавки в ТБК.
Классификация морфологических и физиологических особенностей тела ребенка-инвалида
В динамике
В статике
Дети, способные принимать и удерживать вертикальное положение тела
Дети, не способные принимать и удерживать вертикальное положение тела
Рис. 1. Морфологические и физиологические особенности тела детей с ДЦП
При проектировании конструкции одежды для детей, способных принимать и удерживать вертикальное положение тела, необходимо проводить изменения ТБК, учитывающие форму тела ребенка-инвалида и деформации органов опоры. Встречающиеся деформации фигуры можно разделить на подгруппы, характеризующиеся следующими параметрами: деформации в области туловища; деформации в области конечностей; симметричность/асимметричность формы и положения тела относительно сагиттальной плоскости.
Для получения информации о морфологических особенностях фигур детей-инвалидов необходим метод изучения и снятия размерных признаков, который исключал бы психологическое напряжение и утомляемость ребенка. Такие дети при некоторых формах заболеваний не способны длительное время удерживать определенное положение тела, а также обладают повышенной чувствительностью кожного покрова, что исключает длительные обмеры тела.
Более точные и наглядные результаты при изучении формы и размеров фигуры человека дают бесконтактные методы исследования поверхности фигуры человека. Они обеспечивают быстроту и точность измерений, являются простыми и приемлемыми для адресного проектирования одежды. Несомненную ценность представляет фотограмметрический метод, основанный на получении цифрового изображения объекта [2]. Данный метод позволяет получить объективную и полную информацию о морфологических особенностях и размерной характеристике тела ребенка, снижает утомляемость и психологическое напряжение ребёнка. Необходимо, чтобы при фотографировании ребёнок принял естественную позу для определения особенности фигуры, её асимметричности. Дети, способные принимать вертикальное положение, фотографируются в естественной позе в трех проекциях. Дети, не способные удерживать вертикальное положение, должны получать дополнительную опору.
Для получения цифрового изображения ребёнка-инвалида на экране монитора компьютера цифровые фотографии обрабатываются при помощи компьютерной программы Photoshop. На изображение ребёнка наносятся проекции размерных признаков, которые измеряются на графическом образе ребёнка. Поскольку фигуры детей искажены - изгибающийся позвоночник и согнутые конечности, - то размеры длин и
высот целесообразно разделить на отдельные участки, границы которых совпадают с точкой изгиба позвоночника или конечностей. По этой же причине значения длин и высот необходимо получать с профильной проекции тела ребенка для уменьшения погрешности измерения. Для измерения обхватов (груди, бедер, колена и так далее) целесообразно разделить процесс измерения на участки (во фронтальном, профильном видах и виде сзади), ограниченные наиболее выступающими точками поверхности фигуры. Углы измеряются из соотношения длины катета прямоугольного треугольника к гипотенузе.
Математическая обработка результатов измерений для каждого размерного признака, полученного по описанной методике и контактным способом (в соответствии с ОСТ 17916 - 86, ОСТ 17917 - 86 [3, 4]), показала, что отклонения между ними подчинены закону нормального распределения с математическим ожиданием, близким к нулю [5]. Этот факт свидетельствует о достаточной точности предложенной методики.
Для того чтобы произвести модификацию ТБК на конкретную фигуру ребенка с ДЦП, необходимо знать те дополнительные размерные признаки, по которым будет производиться соответствующее преобразование ТБК. Были разработаны схемы конструкций и алгоритм преобразований для каждой подгруппы отклонений детей, способных принимать и удерживать вертикальное положение тела. Выявлены необходимые дополнительные размерные признаки, которые не предусмотрены ОСТами, но требуются для преобразования ТБК на конкретную фигуру: Za (угол между плечом и предплечьем); Zp (угол, вершиной совпадающий с вершиной на переднем контуре оката); Абок (разница между длинами боковых участков тела); £вншр (расстояние от линии талии через коленную точку до пола спереди). Дополнительные размерные признаки определяются по цифровой фотографии.
Построение ТБК деталей одежды и ее преобразование на фигуру конкретного ребенка-инвалида производится в САПР «Грация». Программа модификации ТБК изделия разработана в программе Fox Pro, которая позволяет сохранять все измерения размерных признаков в базе данных, сформированной в виде таблиц. Программа преобразования ТБК деталей одежды представлена алгоритмом на рис. 2.
Рис. 2. Алгоритм программы модификации базовой конструкции изделия
Для удобства пользования программой схемы ТБК для соответствующей подгруппы отклонений фигур детей с ДЦП разделены на схемы преобразования деталей переда и спинки; схемы преобразования деталей рукава; схемы преобразования деталей брюк. Пример схемы приведен на рис. 3, где выделены размерные признаки, подлежащие преобразованию. После измерения размерного признака по цифровой фотографии его значение и разница между ним и его значением в ОСТе (А) выводятся возле соответствующей схемы преобразования ТБК. По полученным значениям А размерных признаков производится преобразование ТБК на фигуру конкретного ребенка путем изменения соответствующего размерного признака на необходимую величину А автоматически.
Для работы в САПР «Грация» разработана база данных ТБК на конкретные подгруппы отклонений фигур детей с ДЦП.
По предложенной методике было изготовлено семь комплектов одежды для детей с различными типами отклонений фигуры, и произведена опытная носка. При эксплуатации данных образцов одежды получены хорошие результаты посадки изделий на
фигуре и положительные отзывы со стороны детей и их родителей относительно комфорта и удобства.
Рис. 3. Схема чертежа преобразования деталей переда ТБК
Использование разработанной методики компьютерной визуализации образа ребенка-инвалида и САПР при проектировании одежды позволяет получить высококачественные изделия, отвечающие всем требованиям, значительно сократить процесс конструкторской подготовки производства, что приведет к снижению себестоимости изделий. Методика исключает длительные операции примерки и уточнения конструкции, избежав утомляемости ребенка-инвалида.
Литература
1. Детский церебральный паралич / В.А. Бронников, А.В. Одинцова, Н.А. Абрамова [и др.] Пермь, 2000.
Поступила в редакцию
2. Кривобородова Е.Ю. Разработка методологии адресного проектирования одежды с использованием новых информационных технологий : автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.19.04. М., 2005.
3. Величины размерных признаков типовых фигур девочек: метод. указания / разработаны Центральным научно-исследовательским институтом швейной промышленности. М., 1989.
4. Величины размерных признаков типовых фигур мальчиков. Метод. указания / разработаны Центральным научно-исследовательским институтом швейной промышленности. М., 1989.
5. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и легкой промышленности. М., 1970.
26 февраля 2008 г.
Харлова Ольга Николаевна - канд. техн. наук, доцент кафедры технологии и дизайна швейных изделий Новосибирского технологического института Московского государственного университета дизайна и технологии. Тел. 8-384-222-33-09.
Панферова Елена Геннадьевна - ассистент кафедры технологии и дизайна швейных изделий Новосибирского технологического института Московского государственного университета дизайна и технологии.
Соколовская Ирина Юрьевна - канд. техн. наук, доцент кафедры высшей математики Новосибирского технологического института Московского государственного университета дизайна и технологии. Тел. 222-67-15.
Charlova Olga Nikolaevna - Candidate of Technical Scince, assitant professor of departament of technology and design of ready-made garments of Technological Institute of the Moscow State University of the Design and Technologies, Novosibirsk. Ph. 8-384-222-33-09.
Panferova Elena Gennadievna - assistant of departament of higher mathematics of the Moscow State University of the Design and Technologies, Novosibirsk.
Sokolovskaya Irina Yurievna - Candidate of Technical Scince, assitant professor of departament of higher mathematics of the Moscow State University of the Design and Technologies, Novosibirsk. Ph. 222-67-15.
