Анализ возможностей трехмерного автоматизированного проектирования при создании одежды для инвалидов Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 687

Е. В. Кумпан, Г. Н. Судакова АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ТРЕХМЕРНОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПРИ СОЗДАНИИ ОДЕЖДЫ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ

Ключевые слова: одежда, фигура, антропометрические измерения, конструкция.

В работе установлено, что трехмерное автоматизированное проектированиепозволят сократить время на решение проектно-конструкторских задач, при этом повышая качество готовой продукции.

Keywords: clothing, figure, anthropometric measurements, design.

In a three dimensional computer-aided design will reduce the time to solve the design task while improving the quality of the finished product.

Введение

На сегодняшний день производство одежды для людей с ограниченными возможностями является «больным» вопросом во всем мире. Качественная одежды для инвалидов выпускается в ограниченном количестве, так как производство

специализированной одежды требует большого внимания, знаний в области медицины, антропологии, поэтому многие дизайнеры неохотно работают с «особенными» людьми. Трудность производства одежды для инвалидов заключается в сложности процесса проектирования изделий. Основным критерием производства одежды «особого назначения» является то, что она должна быть удобной, каждая деталь должна быть продуманна, соответствовать запросам и требованиям физиологическим, антропометрическим,

функциональным [1-2].

Выпускаемая одежда для «особенных» людей, также должна выполнять эстетическую функцию, осуществлять взаимосвязь элементов системы «человек-одежда», не подчеркивать инвалидность. Человек должен самостоятельно (или при минимальной помощи) пользоваться этой одеждой.

При создании одежды для «особенных» людей, традиционные методы проектирования и программы для антропометрических измерений часто оказываются недостаточными. Даже при полной информации о морфологических особенностях человека новую конструкцию построить на достаточно высоком уровне очень сложно. Известные традиционные методики плоскостного

проектирования одежды представляют собой феноменологические обобщения сложного процесса поиска соответствия между плоскими чертежами (лекалами) и трехмерным образом одежды. Подобные эмпирические методики могут «правильно» работать только в очень искусных руках конструктора. Процесс конструирования одежды в традиционной постановке обязательно требует интуиции, опыта и личного мастерства исполнителя, обладающего набором собственных эмпирических приемов [2].

Поэтому на сегодняшний день для удовлетворения потребности людей с ограниченными возможностями и получения одежды высокого качества, производители стали использовать новые современные информационные технологии, которые

меняют методы проектирования, основанные на антропометрических измерениях и построении исходных и модельных конструкций.

Исследовательская часть

В настоящие время существует много современных методов построения конструкции, наиболее прогрессивной технологией проектирования изделий, является трехмерное автоматизированное проектирование (ЗD). Данная система ориентирована на решение проектно-конструкторских задач, связанных с созданием пространственных геометрических образов изделий, что дает возможность просмотра проектируемого изделия в трех измерениях, координатах X, Y, 2. Существенные достижения в области трехмерного проектирования конструкций деталей одежды получены профессором М.В. Стебельским [3].

Трехмерная технология на базе современной компьютерной техники активно входит в практику швейных предприятий, позволяя существенно сократить сроки разработки проектов, так как включает этап сканирования фигуры человека, получая основные размерные признаки, а также построение базовой и модельной конструкции.

Сканирование фигуры человека, а точнее применение бесконтактного метода

антропометрического измерения «особенных» людей, является очень важным этапом. Фигура «особенного» человека, индивидуальна и в подобных случаях требует измерения дополнительных размерных характеристик. Но при измерении фигуры есть такие величины, которые просто неловко измерять, поэтому на практике зачастую количество измерений сводят к минимуму, а часть признаков вообще не учитывают, что в свою очередь влияет на качество посадки одежды на фигуре.

Система сканирования фигуры человека бесконтактным методом с использованием бодисканера и 3D проектирования позволяет за 15-30 секунд с погрешностью в измерении примерно плюсминус 2 миллиметра, представить информацию о пространственной форме фигуры, обеспечивая возможность получения дополнительных,

уточнённых данных о внешней форме фигуры человека и размерных характеристиках в современном цифровом формате, позволяя

специалисту конструктору визуализировать фигуру потребителя и осуществлять взаимодействие на качественно новом уровне.

В настоящее время специалистами многих научных организаций МГУДТ, СПГУТД, ИвГТА ведутся исследования в направлении разработки 3D-систем, на основе применения современных вычислительных средств с высоким интеллектом. Ученые выделяют три основных типа задания моделей в 3D-системах:

- каркасные или проволочные;

- поверхностные, когда поверхность представлена множеством точек, составляющих сплошную оболочку;

- модели сплошных тел объемного изображения объекта.

В швейной промышленности в системе 3D используют в основном первые два типа трехмерных моделей, так как на экране дисплея возможно получение изображения каркаса манекена, или «прозрачного» изделия с изображением основных конструктивных линий.

В прогрессивных системах этого типа делаются попытки применения трехмерной визуализации для воспроизведения реального облика одежды, при этом процесс проектирования в системе 3D базы данных включает в себя следующие этапы проектирования:

- на первом этапе - намечаются точки, определяющие границу поверхности пространственной формы одежды, причем для каждой точки указывается степень прилегания к поверхности тела человека;

- на втором этапе - на кривых, задающих границу поверхности, выбираются точки, определяющие края детали (так называемые угловые точки);

- на третьем этапе - выбираются участки, определяющие границы деталей [3-4].

Необходимо отметить возможность перевода системы 3D в систему 2D, то есть получение точных разверток поверхности, а также решение обратной задачи, которая раньше была сопряжена с определенными трудностями.

Возможность отображения структуры

поверхности виртуальных фигур типового и что, особенно важно для нетипового телосложения, легла в основу метода оперативного создания широкого спектра недорогих материальных манекенов для примерки образцов одежды.

В работе ученых МГУДТ проведены исследования по разработке методики извлечения информации из пространственного позиционирования трехмерных образов для проектирования одежды, так как для получения качественного изделия необходимы корректные манекены. Каркасные модели

интерактивно конвертировались в 3D виртуальном манекене фигуры путем свободной деформации поверхности с высоким уровнем детализации. Для получения физического макета виртуальной 3D модели фигуры использоваласьтехнология прототипирования, затем образец манекена заданной фигуры изготавливался методом литья из полиуретановых материалов [3].

Предложенный подход позволяет повысить качество посадки и усилить корректирующий эффект швейных изделий для людей с ограниченными возможностями (корсетов, специального белья, бандажей, протезов конечностей, ортопедических изделий) благодаря персонализации изготовления изделий [5].

Заключение

Таким образом, трехмерное проектирование позволяет бесконтактным методом выполнить проекционные измерения для морфологически измененных фигур инвалидов и получить с минимальной погрешностью необходимую информацию для антропометрического обеспечения системы трехмерного автоматизированного проектирования плечевых изделий. Полученные данные позволяют создать манекен фигуры, что способствует снижению затрат времени на разработку конструкций и их макетную проработку, уменьшает влияние субъективного фактора на проектные результаты, а также повышает качество готовой продукции.

Литература

1. Сурикова Г.И. Проектирование изделий легкойпромышленности в САПР (САПР Одежды): учебное пособие / Г.И. Сурикова, О.В. Сурикова, А.В. Гниденко. - Иваново: ИГТА, 2011. - 236 с.

2. Раздомахин Н.Н., Сурженко Е.Я. Трехмерное автоматизированное проектирование в индивидуальном производстве одежды. // Швейная промышленность. 2005. - № 4. - с. 45-46.

3.Петросова И.А. Новые инструменты для бесконтактного определения размерных признаков] / И.А. Петросова, А.И. Мартынова // Швейная промышленность. - 2006, № 5. - С. 42-44.

4. Петросова И.А. Анализ методов измерений фигуры человека и систем трехмерного сканирования в легкой промышленности / И.А. Петросова, Е.Г. Андреева // Дизайн и технологии. - 2012, №30. - С. 59-64.

5. Петросова И.А. Разработка методологии проектирования внешней формы одежды на основе трехмерного сканирования: Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии».- Москва, 2014.-40 с.

© Е. В. Кумпан - к.т.н., доцент кафедры Дизайна, КГТУ, elenevk@mail.ru; Г. Н. Судакова - магистр той же кафедры.

© E. V. Kumpan - cand. tech. sci., department of Design, KNRTU, elenevk@mail.ru; G. N. Sudakowa - master of the same department.