三维人体扫描在服装中的应用分解

Application of 3D body scanning in the clothing
袁浩 蒋静怡 欧阳雪蕾
21世纪，服装行业中，服装生产自动化、市 场快速反应是竞争的焦点。发展电子商务是服装 企业在21世纪挑战自我发展空间的重要标志和手 段。如何在短时间内根据终端客户或客户群本身 的特征生产、销售令客户满意、合体舒适性高的 服装是提高行业竞争力，企业创收盈利的重要途 径。
前 言
有关研究显示，虽然市场上服装的品 牌众多，款式纷呈，但在服装的合体程度 上却不尽如人意：据Zitex&Store-online数 据显示，消费者中77.9%的消费者要求服装 合身，39.1%的消费者要求服装质量， 37.1%的消费者要求服装有个性。由于服装 不合身，在首次销售尝试时有47.7%的服装 不合身，造成实际销售量比预计低了 16.65%，在德国，由于这一因素，造成每 年97亿欧元的损失，同样，在美国，造成 280亿美元的损失。服装的合体性差对消费 者而言，会造成一定的不舒适感，严重的 会影响正常的工作和锻炼。（如对女性而 案 例 言，穿着不合体的文胸，运动时会造成乳 房韧带拉伤、乳头摩擦受损等伤害。）非 接触式三维人体测量仪的出现大大改善了
图1 激光人体扫描仪
图2 模特扫描数据
四个激光扫描头扫描全身，当这四个头从头到脚扫描一 遍后，先得到人体的全身，紧接着点云就能得到，再输入配 套的全自动人体尺寸测量软件，可获取100个以上的人体数据。
人体尺寸全自动测量结果
性能指标： 1）扫描头数量：4 2）摄像头分辨率：640X480 3）测量方法：激光线扫描 4）扫描范围: 1000 mm x 800 mmx 2000 mm (高) 5）扫描精度：优于0.1%； 6）扫描点距:1~ 2.5mm可设置 7）全身扫描点数：10~30万点 8）扫描速度:50~120mm/s可调，典型值10秒。 9）设备尺寸：2000mmX2000mmX2500mm 10）可选配进口人体测量软件，含下列功能： •采用卤素光源，非接触光栅测量，高速拍摄，对人体安全无害。 •使用范围广泛，可对人、动物、文物、工业部件等进行扫描。可一次性完成对人的 面部扫描、半身扫描、全身扫描。 •为保证对非静态物体（包括人体）的扫描精度，结构光光栅只需照射一次，不需移 动或变换光栅模式，保证对非静态物体（包括人体）的高精度测量。 •输出专用及通用数据格式（DHS、OBJ、STL、DXF、VRML、IGES等），保证完 美兼容。 •可以自动量取不小于120余个人体重要尺寸 •标准姿势下全自动提取身体尺寸 •扫描数据可视化 •支持多重扫描，如站姿和坐姿 •全自动原始数据处理 •扫描三维可视化。
进入新世纪后，我国服装产业 取得了长足的发展，成为目前世界 上服装加工输出的强国。为了使我 国的服装产业继续保持加工输出强 国的优势地位，同时使服装企业的 设计能力和品牌价值获得进一步发 展和壮大，我国的服装企业和相关 的服装院校都积极引进、消化、吸 收、应用当前国外的先进服装生产 技术。其中三维人体扫描技术、 MTM（量身定制）、FMS（柔性 加工系统）、QR（快速反应）等 都是新近最热门的生产技术方法和 手段。这些技术以及服装生产智能 管理技术相结合能在短时间内根据 终端客户群本身的特征生产、销售 令客户满意、合体舒适性好的服装。
三维人体扫描
QR
我国服装产业的发展
非接触式三维人体扫描技术（interactive 3D whole body scanner technology)应用光 敏设备捕捉设备投射到人体表面的光（激 光、白光及红外线）在人体上形成的图像， 描述人体三维特征。此类系统具有扫描时 间短，精确度高、测量部位多等多种优于 传统测量及时和工具的特点。例如美国的 TC2通过对人体4.5万个点的扫描，迅速获 得人体的80多个数据，可以全面精确地反 映人体体型情况。目前，人体扫描仪广泛 运用于人体测量学研究、服装工业（MTM
Telmat SYMCAD
TC2-3T6
Cyberware-WB4
Vitronic-Vitus
图1是扫描仪照片， 采用对人体无害的微 功率（5毫瓦）安全 级别的红色激光和四 个高速工业CCD图像 传感器。由于一个激 光扫描头只能扫描一 个扇面范围内的数据， 所以采用四个激光扫 描头扫描全身（图 2），当这四个头从 头到脚扫描一遍后， 人体的全身数据就能 得到（图3）。
系统独特优势 1)非接触光栅测量，采用卤素光源，对人体安全无害，弥补了激光扫描 仪的缺陷。 2)全方位扫描, 死角少； 3)光源同时环形高速扫描，扫描时不怕人体轻微晃动； 4)扫描速度快，整个扫描时间小于20秒； 5)点云无须做烦琐的数据拼接 6)国内低成本研发生产，系统（硬件+软件）拥有业界高性价比 7)系统（硬件+软件）全中文界面，完全满足中国人用户使用需求 8)系统全套自主研发，资深专业工程师支持服务，助客户安心售后使用 9)强大的二次开发能力，资深专业工程师助客户在相关领域更深层次应 用
国际上常用的人体扫描仪有 Telmat的SYMCAD、 Turbo Flash/3D、TC2-3T6、TechMathRAMSIS、Cyberware-WB4、 Vitronic-Vitus等。三维非接触式扫 描系统具有扫描时间短，精确度高、 测量部位多等多种优于传统测量技 术和工具的特点，如德国的 TechMath扫描仪在20秒内完成扫 描过程，可捕捉人体的80，000个 数据点，获得人体相关的85个部位 尺寸值，精确度为<±0.2mm；美 国的TC2 通过对人体4.5万个点的 扫描，迅速获得人体的80多个数据， 可以全面精确地反映人体体型情况。 英国的TuringC3D系统还可以捕捉 表面的材质，对物体表面的色彩质 地进行描述，在研究有标识的物体 时非常有用。扫描输出的数据可直 接用于服装设计软件，对人体进行 量身定制。目前，人体扫描仪广泛 应用于：人体测量学研究、服装工 业（MTM量身定制系统，虚拟试 衣）、娱乐业（如电影特技）、计 算机动画和医学（目前最为广泛如 弥补术和塑型手术）等领域。图1 是德国Human Solution（前称为 TechMath）的Vitus Smart 三维人 体测量仪及其扫描图像应用实例。