Разработка алгоритма визуализации графического образа одежды из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов в автоматизированном эскизном проектировании

УДК 004.942

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ВИЗУАЛИЗАЦИИ ГРАФИЧЕСКОГО ОБРАЗА ОДЕЖДЫ ИЗ ПУШНО-МЕХОВЫХ И МЕХОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ЭСКИЗНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева, И.И. Шалмина

Статья посвящена описанию программного модуля для автоматизации эскизного проектирования изделий из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов. Описывается алгоритм визуализации графического образа изделия из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов с последующей экспертной оценкой результатов Ключевые слова: автоматизация, графический образ изделия, экспертная оценка

Для повышения эффективности функционирования систем автоматизированного проектирования, необходимо применение таких методов, которые позволят улучшить качество готовой продукции и сократить временные и трудовые затраты на производство. Применение современных методов моделирования в САПР для легкой промышленности ведется уже достаточно продолжительное время. Однако в настоящее время автоматизация эскизного проектирования для изделий из меховых и пушномеховых полуфабрикатов недостаточно решена, в виду сложности процессов проектирования.

Изделия из пушно-меховых и меховых полуфабрикатов (ПМПиМП) как система, представляется совокупностью элементов графического образа изделия, находящихся в тесной взаимосвязи друг с другом, образующих целостный гармоничный образ.

Целостность образа готового изделия из ПМПиМП может быть достигнута гармоничным сочетанием системы «фигура человека - изделие -свойства ПМПиМП». Весь этот многослойный комплекс графического образа изделия из ПМПиМП должен удовлетворять не только физиологическим, социальным и экономическим потребностям покупателя, но и ведущим в настоящее время критериям выбора одежды: современности, индивидуальности, визуальной гармоничности фигуры в изделии.

Важной задачей для производителя швейных изделий является нахождение желаемых габаритных размеров (длины, ширины) изделия и таких характеристик волосяного покрова ПМПиМП, которые позволят гармонизировать пропорции фигуры заказчика.

В виду того, что ПМПиМП представляется объемным трехмерным материалом, процесс его визуализации в двухмерных эскизах при проектировании одежды из меха не дает полного и объективного представления о визуальном восприятии фигуры че-

Салихова Татьяна Юрьевна - ХГУ им. Н.Ф. Катанова, ассистент, тел. (3902) 22-24-32, e-mail: tsalikhova@gmail.com

Карцева Ирина Владимировна - ХГУ им. Н.Ф. Катанова, канд. техн. наук, доцент, тел. (3902) 22-24-32, e-mail: irina@kartsev.org

Шалмина Ирина Ивановна - ОГИС, канд. техн. наук, профессор, e-mail: irina_shalmina@mail.ru

ловека в изделии. Волосяной покров ПМПиМП является неоднородным по структуре, подвижным и в совокупности сложно формализуемым. Гармоничность меховых изделий обеспечивается пропорциональным соотношением объемов не только изделия и фигуры, а также свойствами ПМПиМП, такими как густота, высота и окраска волосяного покрова. Также важными характеристиками волосяного покрова, способными скорректировать визуальные недостатки фигуры, являются окраска и рисунок. В связи с этим появилась необходимость проведения эксперимента, целью которого являлось выявление взаимосвязи параметров элементов системы «фигура человека - изделие - свойства ПМПиМП» и формирование исходных данных для автоматизации эскизного проектирования графического образа изделия из ПМПиМП с учетом профессиональных рекомендаций по выбору необходимых параметров.

Цель исследования - автоматизация эскизного проектирования графического образа изделия из ПМПиМП с учетом профессиональных рекомендаций по выбору параметров свойств волосяного покрова ПМПиМП.

Задачи исследования:

1. Определить свойства ПМПиМП, влияющие на искажение пропорций фигуры в меховом изделии.

2. Определить пропорциональные гармоничные сочетания в системе «фигура человека - изделие - свойства ПМПиМП» для определения параметров основных элементов системы.

3. Разработать информационное и программное обеспечение автоматизации эскизного проектирования графического образа изделия из ПМПиМП с выдачей рекомендаций производителям меховой одежды по пропорциональности и гармоничности выбираемых параметров элементов системы.

1.Определение объектов визуализации и гармоничных сочетаний в структуре графического образа изделия из ПМПиМП

Поскольку большинство имеющихся горизонтальных и вертикальных членений изделия из ПМПиМП скрываются под объемной поверхностью волосяного покрова изделия, то его визуально можно представить монолитным объектом и условно вписать в прямоугольник. Параметры условного прямоугольника изменяются в зависимости от типа

телосложения фигуры заказчика, длины и ширины изделия, а также высоты волосяного покрова ПМПиМП.

Для проведения эксперимента необходимо определение наиболее значимых параметров для визуализации графического образа изделия из ПМПиМП. В виду того, что графический образ изделия из ПМПиМП можно представить из следующих элементов системы: фигура человека, изделие и свойства ПМПиМП, считается рациональным выделить наиболее важные характеристики каждого из этих элементов, влияющих на качество визуализации образа в целом[1].

Рассматривая образ фигуры человека, как элемент системы графического образа изделия, можно выделить ведущие размерные признаки, влияющие на качество визуализации:

- рост (Я),

- обхват груди (Ов),

- обхват бедер(ОВ).

Элемент системы «изделие» представляется основными параметрами:

- длина изделия (Ш),

- ширина изделия в плечевом поясе (рр),

- ширина изделия в грудном поясе (§р),

- ширина изделия по линии бедер (Ьр),

В результате ранее проведенных исследований по изучению свойств волосяного покрова ПМПиМП [3], можно выделить следующие параметры для визуализации:

- высота волосяного покрова (уу),

- густота волосяного покрова (§у),

- окраска (оу),

- рисунок скроя шкурок (ге).

Эксперимент визуализации графического образа одежды из ПМПиМП проводился в два этапа:

1. Первичный анализ моделей меховых пальто без учета визуализации волосяного покрова.

2. Подробный анализ моделей меховых пальто с заданием различных параметров высоты, густоты, окраски и рисунка волосяного покрова.

В эксперименте применялся метод экспертных оценок. Экспертные методы применяются в исследованиях в том случае, когда выбор и оценка решений не могут быть выполнены на основе точных расчетов[1].

Для проведения эксперимента было выбрано 10 специалистов в области дизайна и моделирования костюма г. Омска и Республики Хакасия. Экспертам для анализа и оценивания на первом этапе были предложены модели меховых пальто, которые, по их мнению, имеют гармоничные соотношения элементов объектов «фигура человека» и «изделие».

Для дальнейшего исследования, на втором этапе, выбирались соотношения «фигура человека -изделие», которые выбрали не менее пяти экспертов.

Для выбранных на первом этапе соотношений предлагались различные варианты параметров высоты, густоты и окраски волосяного покрова ПМПиМП. В результате вариаций соотношений эле-

ментов системы графического образа изделия из ПМПиМП сформировано 50 моделей одежды.

В результате оценивания экспертами предложенных результатов визуализации, выбраны пропорционально гармоничные соотношения элементов системы «фигура человека - изделие - свойства ПМПиМП», которые введены в программный модуль «Fur clothes» для выдачи профессиональных рекомендаций производителям одежды при формировании графического образа изделия на этапе эскизного проектирования.

2. Автоматизация эскизного проектирования графического образа изделия из ПМПиМП

Для автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМПиМП необходим выбор информационного обеспечения (ИО) подсистемы. ИО модуля эскизного проектирования представляет собой совокупность системно - ориентированных данных, необходимых художнику-проектировщику для осуществления процесса автоматизации проектирования, и описывает принятый в подсистеме словарь базовых описаний и актуализируемые данные о состоянии информационной модели объекта проектирования [4].

Основная часть ИО подсистемы эскизного проектирования - это банк данных, состоящий из баз данных (БД) элементов системы «фигура человека - изделие - свойства ПМПиМП»:

БД1 - размерных признаков типовых фигур;

БД2 - моделей одежды (меховых пальто);

БД3 - свойств ПМПиМП;

БД4 - экспертные оценки результатов визуализации.

Исходной информацией для создания трехмерной модели фигуры (манекена) является характеристика внешней формы тела человека. Данные о размерах тела человека излагаются в нормативных документах и представляются в виде таблиц абсолютных величин размерных признаков. Однако по размерным признакам сложно проектировать объемную фигуру с помощью ЭВМ. Поэтому для получения исходной информации о внешней форме тела человека целесообразно придерживаться антропометрических измерений М.В. Стебельского, где используется декартовая трехкоординатная система. Для проектирования исходной модели фигуры манекена сформирована БД1, содержащая совокупность координат поверхностей женской фигуры 1 полнотной группы размера 164 - 88 - 92.

Модели фигур других размеров 164 - 96 - 100 и 164 - 100 - 104 проектировались путем выявления процентного отношения между координатами точек поверхностей, что составляет 10 %. Размерные признаки фигур увеличивались 164 - 96 - 100 - на 10 % и 164 - 100 - 104 - на 20 % относительно размера фигуры 164 - 88 - 92.

Исходными данными для характеристики объемной формы одежды являются разработанные эскизы моделей одежды сформированные в БД2.

Для ввода данных о свойствах пушно-меховых и меховых полуфабрикатов разработана БД3 характеристик свойств ПМПиМП [3].

Банк данных обеспечивает ввод информации, сохранение информационных массивов и выдачу необходимой информации по запросам пользователей [4].

Оператор (дизайнер-проектировщик), проектируя графический образ изделия из ПМПиМП, формирует его представление согласно техническому заданию и предложению. Элементы системы выбираются из соответствующих БД.

Оператор с помощью программного модуля может получить графический образ изделия из ПМПиМП, обеспечивающего заданные условия структуры объекта проектирования и осуществлять изменения параметров элементов системы в соответствии с выводимой в результате визуализации профессиональной рекомендацией по гармонизации соотношений вводимых параметров.

Основным назначением разрабатываемого модуля эскизного проектирования графического образа изделия из ПМПиМП является автоматизация эскизного проектирования, а именно визуализация гармоничных и пропорциональных соотношений элементов системы «фигура человека - изделие -свойства ПМПиМП».

Функциональная схема модуля представлена в виде концептуальной модели (рис. 1) [4].

Фирчировалне oOjma фшуры манекена hi ЬД1

_________________i_________________

Формированное ofipaia моле, m изделия из ВД2

ФормирО&э 1ш» образа племеитог волос я I [[(> покрова из БД 3

ВИ^ШЗЙЩи! peiyjib'i Я'К>К

Оценка 1'эрмонпчносш результата вщуа.нпации из БД 4

Рис.1. Схема концептуальной модели автоматизированного эскизного проектирования изделий из ПМПиМП

Основными элементами модуля эскизного проектирования являются: графический образ фигуры манекена; графический образ изделия; графический образ элементов волосяного покрова ПМПиМП; инструмент оценки гармоничности результата визуализации.

Последовательность выполнения проектных процедур в модуле эскизного проектирования представляется в виде логической модели подсистемы:

1. Ввод исходных данных о модели манекена (рост, обхват груди, обхват бедер);

2. Запуск процесса визуализации модели манекена;

3. Выбор модели изделия (мехового пальто) на основе анализа поступившего ПМПиМП и технического задания и предложения;

4. Запуск процесса визуализации модели изделия;

5. Выбор параметров элементов волосяного покрова ПМПиМП: высота волоса, густота покрова, окраска;

6. Запуск процесса визуализации графического образа изделия из ПМПиМП;

7. Вывод результатов на экран монитора;

8. Вывод на экран профессиональной рекомендации о гармоничности графического образа изделия из МППиМП;

9. Изменение соотношений элементов системы «фигура человека - модель изделия - свойства ПМПиМП» в случае отрицательной оценки результатов визуализации, и выводе рекомендаций о необходимости изменений параметров.

10. Запуск процесса визуализации графического образа изделия из ПМПиМП.

На основе логической модели разработан обобщенный алгоритм функционирования автоматизированного модуля эскизного проектирования изделий из ПМПиМП, который представлен на рис.2 [2].

Разработанный программный модуль «Fur clothes» предназначен для автоматизации эскизного проектирования одежды из ПМПиМП, а также совершенствования технологий, повышающих эффективность производства изделий легкой промышленности.

Программный модуль имеет следующие достоинства:

1. Трехмерную визуализацию графического образа фигуры манекена, изделия и материала -ПМПиМП.

2. Визуализацию графического образа изделия из ПМПиМП с обоснованием результатов визуализации и выдачей рекомендаций производителю на основе ранее проведенных экспертных оценок специалистов в области дизайна и моделирования костюма.

3. Стандартные элементы управления и простой в визуальном восприятии интерфейс программы.

4. Совмещение с другими программными средствами.

В результате проведенных исследований и программной реализации разработан программный модуль автоматизации эскизного проектирования изделий из ПМПиМП. Он предназначен для решения профессиональных задач эскизного проектирования, позволяет создавать различные вариации сочетаний элементов системы «фигура человека - изделие -свойства ПМПиМП» и сокращать временные и трудовые затраты на весь процесс производства моделей одежды, а также получать профессиональную рекомендацию по результатам визуализации и гармоничности сочетаний различных элементов.

Рис.2. Блок-схема алгоритма автоматизированного эскизного проектирования изделий из ПМПиМП

Литература

1. Бешлев, С. Д. Математико-статистические методы экспертных оценок / С. Д. Бешлев, Ф. Г. Гурович. - М. : Статистика, 1980. - 263 с.

2. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения. - Введ. 1990 - 12 - 26. - М. : Издательство стандартов, 1990. - 38 с.

3. Салихова, Т.Ю. О трехмерной визуализации

свойств пушно меховых и меховых полуфабрикатов для одежды / Т.Ю. Салихова, И.В. Карцева // Молодежь, наука, творчество. - 2009. VII Международная научно-

практическая конференция студентов и аспирантов: сборник статей. В 2-х ч. Ч.1 / под ред. Профессора Н.У. Казачу-на. - Омск : Омский государственный институт сервиса,

2009. - С. 44 - 46.

4. Шенк, Р. Обработка концептуальной информации / Р. Шенк. - М. : 1980. - 226 с.

Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова Омский государственный институт сервиса

DEVELOPMENT OF ALGORITHM VISUALIZATION GRAPHIC IMAGE CLOTHES MADE OF FUR AND FUR SEMI-FINISHED PRODUCTS IN THE AUTOMATED

CONCEPTUAL DESIGN

T.Yu. Salikhova, I.V. Kartseva, I.I. Shalmina

The article describes the software module to automate the conceptual design of products from fur and fur semis. An algorithm for rendering a graphical image of the product of fur and fur in the subsequent semi-expert evaluation of the results

Key words: automation, graphic image products, expert assessment