[논문]3D모델을 이용한 비만체형 여성의 허리-배 부위 패턴 특성 연구

김소영; 홍경희

문제 정의

본 연구에서는 성인 여성의 실제 사이즈와 근사한 기하학적 도형을 모델링하기 위하여 국민 표준 체위 조사(1997)의 성인 여성(20세 이상)의 평균 사이즈를 이용하여, 가슴-허리 길이, 허리-엉덩이 길이, 가슴 너비, 가슴 두께, 허리 너비, 허리 두께, 엉덩이 너비, 엉덩이 두께의 전체 값을 구하였다.
본 연구에서는 인체의 치수 변화와 2차원 패턴과의 기본적 관계를 단계적으로 규명하기 위해서 인체 와 유사한 도형을 생성하고 생성된 3차원 도형의 둘레, 비, 두께와 이들의 조합을 측정하여 2차원 패턴과의 관계를 고찰하였다. 이 때 3차원 도형의 허리 부위를 극도의 비만까지 증가시키면서 2D 전개 패턴을 구하여 비만 여성의 경우 허리- 배 부위와 관련된 의복 패턴에서 어떠한 특성이 나타나는 가를 분석해 보았다.
이에, 본 연구에서는 인체의 상부 허리에서 배 부위 부분을 모델링한 3차원의 기하학 도형으로부터 얻은 2차원 패턴을 웨이스트 니퍼의 패턴 설계와 관련 시켜 고찰하고자 한다.

제안 방법

CAD, CAM 상용프로그램인 IDEAS(UGS-plm solutions, USA)를 이용하여에서처럼 상체부와하체부를 모델링한 후 허리 너비를 7단계로 하여 각각의 도형을 생성하였다.
IDEAS(UGS-plm solutions, USA) 프로그램 상에서 각도를 측정하여 변곡점의 위치를 보다 확실하게 알 수 있었으며 그 변곡점을 기준으로 전곡률 반경 (곡률 반경1)과 후곡률 반경(곡률 반경2)을 각각 상 라인과 하 라인에서 측정해 보았다. 패턴의 전개 모 형은<그림 5>와<그림 6>과 같으며 패턴에서 측정 된 상 .
생성된 3차원 도형의 허리 상부 치수는<표 3>과 같다. 각각의 치수들은 프로그램 상에서 measure의 기능을 통해 측정하였다. 생성된 상반신 도형의 최상부를 가슴으로, 거들 착용 시의 윗부분을 밑가슴으로, 도형의 아랫 부분을 허리로 표시하였다.
첫째, 웨이스트 니퍼 착용 부위에 해당되는 상부 허리-배 부위를 3차원 기하학적 도형으로 모델링한 후 이를 2차원 패턴으로 전개하였을 때 3D 도형과 2D 패턴 사이의 관련성을 알아보고자 하였다. 둘째, 3차원 모형에서 허리 부위를 증가시키면서 2D 전개 패턴에 나타나는 특성을 분석하여 궁극적으로 비만 여성의 경우 상부 허리에서부터 배 부위와 관련된 의복 패턴에서 어떠한 특성이 나타나는 가를 정량적으로 분석하고자 하였다.
위의 방법으로 생성된 상체부와 하체부 각각 7개의 도형 상에서 웨이스트 니퍼 착용 부위의 표면을전개하기 위하여 각각의 착용 부위를에서 보여지는 바와 같이 분할해 주었다.
<표 1>은 너비와 두께의 평균값으로 생성한 도형의 둘레와 실제 신체 둘레 치수를 비교한 것이다. 윗 가슴 너비와 가슴 두께로 생성된 도형의 둘레는 윗가슴, 가슴, 밑가슴의 평균값의 둘레와 비교했으며 도형의 허리 둘레는 허리 너비, 허리 두께로 엉덩이 둘레는 엉덩이 너비와 두께의 치수를 사용하여 단면이 타원인 도형을 생성하였다.<그림 1>은 생성된 도형과 각 부위별 치수를 나타내 준 것이다.
본 연구에서는 인체의 치수 변화와 2차원 패턴과의 기본적 관계를 단계적으로 규명하기 위해서 인체 와 유사한 도형을 생성하고 생성된 3차원 도형의 둘레, 비, 두께와 이들의 조합을 측정하여 2차원 패턴과의 관계를 고찰하였다. 이 때 3차원 도형의 허리 부위를 극도의 비만까지 증가시키면서 2D 전개 패턴을 구하여 비만 여성의 경우 허리- 배 부위와 관련된 의복 패턴에서 어떠한 특성이 나타나는 가를 분석해 보았다. 그 결과 3차원 도형을 사용하여 원하는 부위만을 증가시키면서 정량적인 분석을 시도함으로써 3차 원 도형과 2차원 전개 패턴 간의 기본적이고 수량적인 관계를 이해하기가 용이하였다.
즉, 에서와 같이 허리 상부 전개 패턴의 위 라인과 아래 라인의 각각 14개의 각도를 정의하고 그 각도를 측정하여에 제시하였다.
첫째, 웨이스트 니퍼 착용 부위에 해당되는 상부 허리-배 부위를 3차원 기하학적 도형으로 모델링한 후 이를 2차원 패턴으로 전개하였을 때 3D 도형과 2D 패턴 사이의 관련성을 알아보고자 하였다. 둘째, 3차원 모형에서 허리 부위를 증가시키면서 2D 전개 패턴에 나타나는 특성을 분석하여 궁극적으로 비만 여성의 경우 상부 허리에서부터 배 부위와 관련된 의복 패턴에서 어떠한 특성이 나타나는 가를 정량적으로 분석하고자 하였다.
(그림 6>은 허리하부 전개 패턴으로 190-300mm까지는 변곡점 이 나타나지 않으나 340, 400mm에서는 변곡점이 생성됨을 알 수 있었다. 패턴 상에서 변곡점이라 여겨지는 부분을 보다 자세하게 알아내기 위해서 각 삼각 메쉬로 형성된 패턴 외각선의 각도를 측정하여 그 증감에 따라 어느 부분에서 변곡이 되었는지 파악하였다. 즉, <그림 7>에서와 같이 허리 상부 전개 패턴의 위 라인과 아래 라인의 각각 14개의 각도를 정의하고 그 각도를 측정하여<표 5>에 제시하였다.
패턴에서의 치수는 프로그램 상에서 측정 하였으며에서 보이는 기준 사각형을 각 패턴 상에 동일한 방법으로 생성하여 각각의 치수의 비교를 용이하게 하였다.

데이터처리

3차원 상의 너비, 두께, 둘러높이 등의 파라미터들이 2차원 패턴의 가로, 세로, 길이, 곡률 등과 어떤 관련성이 있는 지를 알아보기 위하여 SPSS 11.0(Stati- stical Package for the Social Science) 통계분석 프로그램을 사용하여 상관분석과 다중회귀분석을 실시하 였다.<그림 9>는 회귀식에 사용한 전개 패턴 부위별 명칭을 나타낸 것이며 각각 a~i는<표 11>의 Ya~Yi의 식에 대응하는 부분이 다.
SPSS 11.0(Statistical Package for the Social Science)을 사용하여 3차원 도형과 2차원 패턴에서 얻은 파라미터들 간의 회귀분석을 통하여 서로 영향을 미치는 요인을 추출하고 회귀식을 구하여 3차원 파라미터를 통하여 2차원 패턴을 구현하였다.

성능/효과

<표 9>는 가슴 너비와 허리 너비의 차, 밑가슴 너 비와 허리 너비의 차, 가슴 너비와 허리 너비의 비, 밑가슴 너비와 허리 너비의 비를 나타낸 것이고<표 10>은 엉덩이 너비와 허리 너비의 차, 윗엉덩이 너비 와 허리 너비의 차, 엉덩이 너비와 허리 너비의 비, 윗엉덩이 너비와 허리 너비의 비를 나타낸 것이다. 가슴 너비와 허리 너비의 차, 밑가슴 너비와 허리 너 비의 차, 엉덩이 너비와 허리 너비의 차, 윗엉덩이 너비 와 허리 너비의 차가 양에서 음으로 바뀔 때 변곡점이 나타남을 알 수 있다. 또한 가슴 너비와 허리 너비의 비, 밑가슴 너비와 허리 너비의 비, 엉덩이 너비와 허리 너비의 비, 윗엉덩이 너비와 허리 너비 의 비가 1보다 작아질 때 변곡점이 나타남을 알 수 있었다.
이 때 3차원 도형의 허리 부위를 극도의 비만까지 증가시키면서 2D 전개 패턴을 구하여 비만 여성의 경우 허리- 배 부위와 관련된 의복 패턴에서 어떠한 특성이 나타나는 가를 분석해 보았다. 그 결과 3차원 도형을 사용하여 원하는 부위만을 증가시키면서 정량적인 분석을 시도함으로써 3차 원 도형과 2차원 전개 패턴 간의 기본적이고 수량적인 관계를 이해하기가 용이하였다. 즉, 이제까지 둘레나 표면 길이 등의 치수를 가지고 2차원 패턴을 제작 하였으나 너비와 두께, 위아래 너비 차, 너비/두께의 정보는 둘레 치수와 함께 2차원 패턴의 곡선을 예측 할 수 있는 주요한 특성임을 알 수 있었다.
가슴 너비와 허리 너비의 차, 밑가슴 너비와 허리 너 비의 차, 엉덩이 너비와 허리 너비의 차, 윗엉덩이 너비 와 허리 너비의 차가 양에서 음으로 바뀔 때 변곡점이 나타남을 알 수 있다. 또한 가슴 너비와 허리 너비의 비, 밑가슴 너비와 허리 너비의 비, 엉덩이 너비와 허리 너비의 비, 윗엉덩이 너비와 허리 너비 의 비가 1보다 작아질 때 변곡점이 나타남을 알 수 있었다.
즉, 이제까지 둘레나 표면 길이 등의 치수를 가지고 2차원 패턴을 제작 하였으나 너비와 두께, 위아래 너비 차, 너비/두께의 정보는 둘레 치수와 함께 2차원 패턴의 곡선을 예측 할 수 있는 주요한 특성임을 알 수 있었다. 또한, 가슴 너비와 허리 너비의 차와 엉덩이 너비와 허리 너 비의 차가 양에서 음으로 바뀔 때, 가슴 너비와 허리 너비의 비, 엉덩이 너비와 허리 너비의 비가 1보다 작아질 때 변곡점이 나타나는 것으로 보아서, 비만의 정도가 지나쳐 허리 너비가 가슴이나 엉덩이의 너비 보다 커지면 변곡점이 생기는 등 새로운 형태의 패턴이 생기는 현상을 발견할 수 있었다.
그 결과 3차원 도형을 사용하여 원하는 부위만을 증가시키면서 정량적인 분석을 시도함으로써 3차 원 도형과 2차원 전개 패턴 간의 기본적이고 수량적인 관계를 이해하기가 용이하였다. 즉, 이제까지 둘레나 표면 길이 등의 치수를 가지고 2차원 패턴을 제작 하였으나 너비와 두께, 위아래 너비 차, 너비/두께의 정보는 둘레 치수와 함께 2차원 패턴의 곡선을 예측 할 수 있는 주요한 특성임을 알 수 있었다. 또한, 가슴 너비와 허리 너비의 차와 엉덩이 너비와 허리 너 비의 차가 양에서 음으로 바뀔 때, 가슴 너비와 허리 너비의 비, 엉덩이 너비와 허리 너비의 비가 1보다 작아질 때 변곡점이 나타나는 것으로 보아서, 비만의 정도가 지나쳐 허리 너비가 가슴이나 엉덩이의 너비 보다 커지면 변곡점이 생기는 등 새로운 형태의 패턴이 생기는 현상을 발견할 수 있었다.

후속연구

또한 3차원 인체 데이터를 의복에 직접 활용할 수 있는 방법에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 3차원 형상과 관련된 간단한 파라미터들로부터 2차원 패턴의 특성을 예측 해 낼 수 있다면, 일반적인 사용자에게 매우 유용할 것이다.
연구결과를 토대로 3차원 정보를 이용하여 제작된 2차원 패턴이 인체에 얼마나 적합한 지에 대한 후속 연구가 이루어지고, 더 나아가 보다 정교한 방법으로 모델링한 인체의 변형을 통해 패턴을 구하고 이의 적합성 검증에 대한 연구가 이루어진다면 보다 실용적인 측면에서의 3차원 형상과 2차원 패턴을 접목시킨 연구가 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.

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