研究内容人に合わせるデジタルヒューマン

平均形状に基づいた衣服設計用人台

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人台はマネキン人形ではありません。立体裁断により衣服の型紙を作るための道具です。ですから、型紙の製作にとって重要なバスト、ウエスト、ヒップの寸法は、婦人用衣服のサイズに関するJIS規格で決められた寸法と一致しており、人体に近い形状をしています。しかし、従来の人台ではバスト、ウエスト、ヒップの断面形状や、それらの断面の間の形状は、手作業で作られていました。このため、実際の人体の形状とは違っており、製作者の主観と経験に依存していました。
 デジタルヒューマン研究センターでは、文化服装学院との共同研究により、現代の若い女性の形状を計測し、その平均形態に基づいて新しい人台を作成しました。したがって、この人台は寸法だけでなく、形状も最近の若い女性の体形を反映したものになっています。平均形態を求めるために、デジタルヒューマン研究センターで開発した手法を使っています。図1左の新しい人台と、図1右の既存の人台を比べると、形状の違いがはっきりわかります。

新しい人台と既存の人台
図1.新しい人台(左)と既存の人台(右)
人台の開発

今回完成した人台は、以下の方法で開発しました。

計測

衣服サイズがJIS9ARに相当し、身体にゆがみや左右不対称の少ない美しい体型の青年女性を選んで体幹部の3次元形状を計測します。

モデル化

3次元計測したままのデータは、測られた人(被験者)によってデータ数が異なっています。そこで、すべての個体が同じ数のデータ点をもつだけでなく、各データ点がどの個体でも解剖学的に同じ意味をもつように、各被験者の表面形状のデジタルモデルを作ります(データ点の再構成をする)。人台作成のための体幹部形状分析では、解剖学的特徴点や基準断面を利用して、図1のような約500個のデータ点からなるデジタルモデルを作りました。

体幹部のデジタルモデル
図1.体幹部のデジタルモデル

平均形態モデルの計算

デジタルヒューマン研究センターで開発した形態変換技術を利用して、3次元形状モデルを平均化します。これにより、「若い女性集団全体の特徴を持ちながら、特定の個人の特徴を持たないような形状」を得ることができます。

詳細な平均形態の計算

得られたモデルは、かなり粗いものです。そこで、被験者の中から中央値形態を1名選びます。中央値形態は、形態変換技術を利用して定義した個体間の形態距離のばらつきが、最も小さい被験者とします。中央値形態は実在の被験者ですから、詳細な表面形状データが手に入ります。中央値形態を平均形態に変換する関数を求め、この関数で中央値形態の詳細データを変換することにより、下図のような詳細な平均形態のデータが計算できます。

詳細な平均形態
図2.詳細な平均形態

こうして得られた平均形態を光造形法により実体化し、道具として使いやすいように手で修正します。具体的には、鎖骨の上や臍などのくぼみ、股の間などを埋めます。得られた修正平均形態をもと型として、人台を作成します。

人台の評価

開発された人台が、1)実際に現代の若い女性の体形を反映しているか、2)現代の若い女性にフィットする衣服の製作に役立つかを、評価しました。1)については、シルエッター写真から得られる2つの角度項目(図1の胸部傾斜角度と骨盤部傾斜角度)が、青年女性452名について測られた2つの角度の平均値に近いかどうかを調べました。新しい人台の2つの角度は、実際の女性の平均値とほぼ等しいことがわかります。

図1.背面と腰部の傾斜角度
図1.背面と腰部の傾斜角度

2)については、文化服装学院において、文化式の原型を青年女子231名それぞれにフィットするよう修正し、それら修正結果に基づいて、原型を修正しました。こうして作られた新しい原型が、新しい人台にフィットするかどうかを調べました。図2のとおり、新しい原型は新しい人台にフィットしているのに対し、既存の人台に着せた場合は、ウエストラインが前下がりになっていることがわかります。

文化式の新しい原型
図2.文化式の新しい原型。A:新しい人台、B:既存の人台。

縮小サイズの人台
1/4サイズの人台

デジタルモデルは拡大縮小が簡単にできるのが特徴です。文化服装学院では、写真のような1/4サイズの人台も開発し、型紙設計の授業で使っています。


今後の研究

今回完成した人台は、女性のJIS9ARサイズのものです。現在青年男性用人台の開発が進行中です。今後は、異なるサイズの女性用人台やアパレル業界で使われている「ゆとり寸法」の入った工業用人台などへの応用展開を進めていく予定です。

文献
  • 持丸正明、2001:Digital Human に基づくボディ開発。繊維製品消費科学、42:26-30.
  • Kouchi, M., M. Mochimaru, and Y. Ito, 2001: Development of a new dress-making dummy based on a 3D human model. Proceedings of Numeization 3D Scanning 2001.
  • 河内まき子、2001:衣服用人台の開発。産総研シリーズ デジタル・サイバー・リアル、pp.270-280。丸善。
人台開発担当企業等
  • 文化服装学院:形状計測、モデル化、平均形状の平滑化
  • デジタルヒューマン研究センター:平均モデル、詳細平均形状の計算
  • (株)ジェイエムシー:平均形状の実体化
  • (株)七彩:人台の作成
  • (株)ノボンジャパン:素材(使用後の処理が容易で安全な自然分解プラスチック
    新しい人台は、文化服装学院購買部から購入できます