CC BY
72
УДК 004:658.512:519.87
М. А. ИВАЩЕНКО А. Б. КОРОБОВА
Омский государственный институт сервиса
РАЗРАБОТКА
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ СОВМЕЩЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ В ПРОЦЕССЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ_______________________
В статье рассматриваются перспективы построения конструкций на фигуры девушек-подростков, формирование математической модели для вычисления оптимального совмещения конструкций изделия брюк.
Ключевые слова: построение универсальной конструкции, автоматизированное проектирование, оптимальное совмещение, трехмерная визуализация.
Введение. Развитие швейной промышленности неотделимо от высоких технологий. Совсем недавно системы автоматизированного проектирования (в дальнейшем САПР) одежды считались последним словом науки и техники в сфере швейной промышленности, однако большинство САПР ориентированы только на фигуры типового телосложения [1]. В результате отмечается трудность поиска изделий, отвечающих внешнему облику конкретного потребителя, поэтому все более актуальной становится новая волна развития информационных технологий, а в частности системы, совмещающие в себе проектирование конструкций на индивидуального потребителя с промышленным изготовлением.
Одежда является неотъемлемой частью облика человека, в частности девушки-подростка, так как именно она помогает ей в самовыражении. Рационально сконструированная, красивая, комфортная одежда оказывает влияние на ее поведение, психическое состояние, прививает эстетический вкус к культуре ношения одежды, воспитывает аккуратность. Одним из необходимых условий высокого качества одежды является ее соответствие размерам и форме тела.
Проектирование подростковой одежды — это трудоемкий и специфический процесс, представляющий собой более сложную задачу, чем проектирование женской или мужской одежды. Процесс проектирования одежды все чаще дополняют средствами работы не только с плоскими, но и пространственными объектами.
Совершенствование методики проектирования поясной одежды. Качество посадки изделия на фигуре в первую очередь зависит от степени соответствия конструкции изделия форме одеваемой поверхности. Каждая из известных и запатентованных методик конструирования предлагает свой вариант использования информации для проектирования поясной одежды. Многие существующие методики проектирования поясных изделий в качестве исходных данных используют размерные признаки, кото-
рых зачастую недостаточно для получения точной конструкции.
Недостаток информации о фигуре часто приводит к возникновению неисправимых дефектов в изделии. Соответствие участков конструкции участкам фигуры зачастую не позволяет использовать, для проектирования поясных изделий на индивидуальные фигуры, расчетные формулы и значения принятые для типовых фигур.
Создание оптимальной методики конструирования поясных изделий возможно путем объединения наилучших расчетов отдельных участков конструкции из многообразия существующих систем проектирования [2]. Для создания оптимальной методики конструирования поясных изделий был проведен анализ существующих методик, по которым были построены чертежи конструкций брюк в ручном и автоматизированном режимах и проведен анализ макетов изделий, который показал, что все методики не исключают возникновения дефектов изделия.
Для объективной оценки примерки поясных изделий по различным методикам конструирования была проведена экспертная оценка, согласно результатам которой основными дефектами признаны неточность снятия размерных признаков, увеличенные длины задних вытачек, нехватка ширины шага передней половинки брюк, нарушения, вызванные нерациональным распределением растворов вытачек. На основании полученных данных была разработана новая методика, включающая в себя наилучшие расчеты участков конструкции проанализированных методик, угловыми измерениями контуров фигуры и полученными с фотографического изображения дополнительных размерных характеристик.
Математическая модель оптимизации совмещения конструкций изделия. Для проведения сравнительного анализа конструкций поясных изделий, в частности брюк, и вычисления оптимального совмещения двух конструкций (конструкция построенная на типовую фигуру и конструкция построенная на фигуру с индивидуальными особенностями)
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (130) 2014 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (130) 2014
218
необходимо ввести ключевые точки, используемые для построения, а также необходимо выбрать такое смещение одной конструкции относительно другой, чтобы минимизировать относительные смещения соответствующих точек двух конструкций по горизонтали и вертикали. Так как конструкции брюк характерна вытянутость по одной из осей, повороты конструкций относительно друг друга рассматривать нецелесообразно.
Пусть заданы два набора точек Р={Р1, Р2, Р3, Рп} и О={О1, О2, О3, Оп} и предельные отклонения по горизонтали {бх1, йх2, бхъ, ..., бхп} и вертикали {бу1, бу2, бу3, ..., буп}, тогда эти два набора точек могут быть совмещены сдвигом при условии, что две следующие системы имеют решения относительно неизвестных ХдР и УдР смещения набора точек О относительно набора точек Р:
|Р1 х —О1 х — хор |< бх1
|Р2х —О2х —ХОр| < бх2
\Рпх Опх ХОР < бхп
|Р1у О1у *Ор| < бу1 |Р2у —О2у —УОр\<бу2
|Рпу — Опу —УОр| < бу п
(1)
(2)
\Ріу Оіу УОр\
Ъ —-----------------® шт.
0<і< п
бу
Для нахождения минимума из формулы (6) вычислим производную:
(
ъ-
0<і<п
\Ріх — Оіх — X)
ОР\
|Л
бх:
= ъ
0<і<п
8Эп(ХОР Ріх Оіх)
(8)
Так как все слагаемые формулы (8) являются константными функциями за исключением одной точки, то и данная формула является константной на интервалах ограниченных точками х=Р —О .
± I IX IX
Заметим, что производная (8) — является возрастающей функцией, так как при переходе через точку х=Р—дх ровно одно слагаемое меняет знак с отрицательного на положительное. Можно утверждать, что формула (6) имеет минимум в точке, где производная (8) меняет знак.
Пусть данная точка имеет индекс], т.е. х=Рхх—Охх, тогда справедливо:
ъ
8дп(рх Оїх Ріх Оіх) 1
бх,
■< 0
0<і <п і ““ї
ъ Я<Зп(р]х—О]х—Ріх—Оіх)______1_>0 .
0Ъп бхі бхї ~
(9)
Аналогично для формулы (7), точки минимума фун-ции в данной формуле (7) — у=Ру—Оу выпол-
Преобразуя систему 1, получаем:
~бх1 < Р1х—О1х—ХОР < бх1 ~бх2 <Р2х—О2х —ХОР <бх2
бхп < Рпх Опх ХОР < бхп
Р1х—О1х —бх1 <ХОР <бх1 + Р1х—О1х Р2х—О2х —бх2 <ХОР <бх2 + Р2х —О2х
Р пх — Опх —бхп < ХОР < бхп + Рпх—0пх
Шах(Ріх —Оіх —бхі )< ХОР <Шіп (Ріх —Оіх —бхі) , (3)
^ОР
0<1<п ' ‘' 0<1<п '
Аналогично для системы 2:
шах (Ріу —Оіу—буі )£УОР < шіп (Ріу —Оіу —6уі ) ■
0<і<п 0<і<п
(4)
Из чего видно, что системы имеют решения, только если:
(тах(Р;х-д1х~^х1 )< хор < т1п ^-дх -бх1)
I 0<1<п 0<1<п . (5)
| тах(р^у -ду -Оук )<Хор <тШ ^у -Оу -йуг)
10<1<П у у 0<1<п у у
В случае, если системы имеют решения, область решений представляет собой отрезок, расположенный на числовой прямой. Для нахождения оптимального решения примем дополнительное ограничение, в виде минимизации суммарного относительного смещения точек:
^\Ріх Оіх ХОР\ ■
1--------------------'-® Шіп
0<і< п бхі
(6)
ъ *Яп(ріу—Оіу—Ріу—Оіу) 1 <0
0<кп буі буі
ъ
0<і<п
Я<Зп(р]у—О]у—Ріу—Оіу) 1
буі
буі
>0
(10)
В случае, если точка минимума формулы (6) — х]=Рх—О1 не лежит в отрезке решений формулы (3), то на отрезке решений функция будет минимальна на границе отрезка наименее удаленной от точки х] так как функция формулы (6) выпуклая вниз (т.е. ее производная возрастающая функция). Аналогичные рассуждения справедливы и для оптимального решения системы (2).
Таким образом, для подтверждения возможности совмещения двух и более конструкций необходимо убедиться, что их контуры лежат в допустимых пределах относительно друг друга.
Заключение. В результате выявлена возможность создания универсальной конструкции поясной одежды, для визуализации ее в трехмерном пространстве, что, безусловно, является актуальной задачей и находит применение в системах автоматизации проектирования легкой промышленности.
Расчет количественных характеристик позволит проработать модельно-конструктивные особенности поясного изделия с учетом контуров индивидуальной фигуры человека, в частности девушки-подростка. Средства работы с пространственными объектами, позволяют решать задачи трехмерного проектирования и моделирования одежды с учетом особенностей фигуры девушки-подростка.
Благодаря этому возможно избавиться от трудоемкого и малопроизводительного макетирования, в частности поясных изделий, сократить количество примерок, проработать модельные особенности де-
и
талей конструкции поясной одежды и визуализировать поясное изделие на индивидуальную фигуру.
Разработка обобщенного алгоритма измерения фигуры человека, проектирование и виртуальная примерка поясной одежды с использованием цветовой визуализации графического образа изделия нашли отражение в написанной авторами монографии [3].
Библиографический список
1. Бескоровайная, Г. П. Конструирование одежды для индивидуального потребителя / Г. П. Бескоровайная. — М. : Академия, 2005. — 120 с.
2. Жбанникова, М. А Общие концепции и модули программного продукта для снятия размерных признаков особенностей фигуры девушек-подростков в автоматизированном режиме / М. А. Жбанникова, А. Б. Коробова, А. Г. Бурцев // Омский
научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. — 2011. - № 2 (100). - С. 200-204. - ІББК 1813-8225.
3. Иващенко, М. А. Автоматизация процесса Виртуальной примерки на трехмерную модель фигуры человека на этапе проектирования / М. А. Иващенко, А. Б. Коробова. А. Г. Бурцев. - Омск : Омский гос. ин-т сервиса, 2013. - 144 с.
ИВАЩЕНКО Мария Алексеевна, аспирантка кафедры конструирования швейных изделий. КОРОБОВА Антонина Брониславовна, кандидат технических наук, профессор (Россия), декан художественно-технологического факультета, профессор кафедры конструирования швейных изделий. Адрес для переписки: Mazyanya@qmail.com
Статья поступила в редакцию 17.02.2014 г.
© М. А. Иващенко, А. Б. Коробова
УДК 004.421-24-443.5 м. А. ИВАЩЕНКО
А. б. КОРОБОВА А. Г. БУРЦЕВ
Омский государственный институт сервиса
Научно-технический центр «Станкоинформзащита»
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ ПРИМЕРКИ ПОЯСНЫХ ИЗДЕЛИЙ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ РЕЖИМЕ
В статье рассмотрены перспективы использования трехмерного проектирования, общие концепции и принципы работы программного продукта для проведения виртуальной примерки поясных изделий в автоматизированном режиме.
Ключевые слова: преобразование технических чертежей, построение конструкции, автоматизированное проектирование, проведение виртуальной примерки, библиотеки элементов интерфейса СТК.
Введение. В настоящее время современное автоматизированное проектирование (в дальнейшем САПР) активно занимает позиции в швейной промышленности и является наиболее интересной областью исследования в последние несколько лет. Процесс конструирования моделей одежды высокоспециализирован и сочетает в себе дизайнерское творчество, знание технологии, материаловедение. Созданы и применяются средства и методы, обеспечивающие автоматизацию процедур и операций, таких как преобразование технических чертежей, построение графических изображений, проведение примерок.
В развитии трехмерного проектирования можно выделить отдельные области исследования которые являются ключевыми и внесли большой вклад в развитие системы. Система проектирования с использованием цветовой визуализации дефектов поясного изделия, разработка определенной формы тела имеет огромный потенциал как в индивидуальном, так и
вмассовом производстве. Возможность конструктора скорректировать изделие с трехмерным представлением фигуры клиента, а также использование стандартных манекенов для выполнения опытных образцов, оценки пропорций и баланса изделий является актуальным направлением в настоящее время.
1. Построение виртуального манекена с учетом индивидуальных особенностей фигуры. Процесс проектирования одежды все чаще дополняют средствами работы не только с плоскими, но и с пространственными объектами, что позволяет решать задачи трехмерного проектирования и моделирования одежды на фигуру человека.
Основная идея заключается в создании методики визуализации поясного изделия при виртуальной примерке на манекене с индивидуальными особенностями фигуры, для выявления причин возникновения дефектов в поясной одежде и возможность их устранения.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (130) 2014 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
