[논문]인체의 3차원 스캔 데이터를 이용한 밀착 바디 슈트 개발

정연희

문제 정의

. 객관적 평가를 수행하며 석고상에서의 압력 값을 참고로 밀착패턴을 위한 최적 축소율을 제안하고자 한다.
즉, 의복의 활동을 고려한 여유분으로 실제 축소량은 Z/2(식서 방향), T/2(푸서 방향)을 적용하였다. 그러나 본 실험에서 이용한 의복은 일반 의복구성에 의해 얻어진 패턴이 아닌 인체의 3차원 데이터를 이용한 패턴이므로 어느 정도의 축소율이 적당한가를 고찰하고자 다음과 같이 5단계로 축소율을 검토하였다. 1) O-pattem은 3차원 스캔 데이터를 2차원 패턴으로 전개한 오리지널 패턴을 말흐].
또한 몇몇 소프트웨어에서 제공하고 있는의복압은 가상 인체를 기준으로 착의하여 평가함으로 이를 일반화시키기에는 아직 많은 제약이 따르고 있다. 그러므로 3차원 인체를 이용한 의복제작과 함께 동일 피험자의 석고 압력과 인체 압력, 주관적 평가를 종합적으로평가하여 향후 3차원 모델링 및 착용 평가의 기초자료를제공하고자 한다. 이때 석고 상의 압력을 측정하는 이유는, 인체는 피하지방량이나 근육량에 따라 개인차가 커의복을 평가하는 데 개인차가 커지기 때문이다.
먼저, 3차원 인체 스캔 정보와 전개된 2차원 패턴 간의 비교를 통하여 본 연구에서 수행한 삼각단순화(Triangle simplification)방법이 인체 스캔 정보의 전개시에도 적절한가를 고찰하고자 하였다. <Table 3>은 3차원 인체 스캔 정보와 전개된 2차원 패턴간의 길이, 둘레차이를 고찰한 것으로 길이항목에서는 -0.
본 연구를 통하여 3차원 인체 스캔 데이터를 이용하여 맞음 새가 우수한 2차원 바디 슈트 패턴 제작 방법을 제안하였다. 앞으로는 시판되고 있는 밀착 바디 슈트와의 패턴 비교, 의복압 비교, 착용감 비교를 통하여 보다 맞음 새와 착용쾌적감이 좋은 바디 슈트 패턴을 제안하는 것이 필요하겠다.
본 연구에서는 성인 남성의 3차원 스캔 데이터를 이용하여 2차원 패턴 전개를 수행하였으며 얻어진 패턴을 적당한 압력을 갖는 의복으로 구성하기 위하여 패턴 축소율을 단계적으로 주어 다섯 벌의 바디슈트를 제작하였다. 패턴 축소율의 변화에 따라 제작된 의복의 압력이 석고인대와 인체 착용시 어떻게 변화하는지 고찰하였으며 주관적 감각평가를 수행하여 착용 쾌적감이 우수한 패턴축소율을 알아보고자 하였다.
첫째, 인체의 3차원 스캔데이터를 이용하여 바디슈트스타일의 인체와 밀착된 2차원 전개 패턴을 제작하는 방법의 타당성을 알아보고자 한다.
제작하였다. 패턴 축소율의 변화에 따라 제작된 의복의 압력이 석고인대와 인체 착용시 어떻게 변화하는지 고찰하였으며 주관적 감각평가를 수행하여 착용 쾌적감이 우수한 패턴축소율을 알아보고자 하였다.

제안 방법

각기 다른 패턴 축소율을 가지고 있는 실험복을 정자세의 석고상에 착의하여 의복압의 변화를 고찰하였다. [Fig.
도 . 구에서 인체치수 및 형상을 측정하였다. 측정된 정보는 앞으로 디지털 한국인의 모델 제시 및 여러 산업분야에서 중요한정보로 사용되어 질 것으로 예상된다(강혜정, 2004).
<Table 2>는 각 패턴의 실측길이와 축소율(reduction rate), 그레이딩값 및 이에 의한 패턴 면적변화를 보여주고 있다. 길이나 면적에 대한 축소율은피험자의 3차원 데이터상의 길이나 면적을 기준으로 하여 각 패턴의 축소에 따른 패턴길이 및 면적 변화를 나타내었다.
둘째, 3차원 데이터로부터 얻어진 밀착 바디슈트 패턴을 소재의 신축율을 고려하여 다양한 축소 패턴을 제작한 후 석고에 착의시킨 후 압력값을 측정하여 적절한 축소율을 검토하고자 한다.
Zhang 등(2002)은 3차원 인체 모델상에서 의복의 착용과정을 역동적으로 구현함과 아울러착의시의 의복압을 예측하였다. 또한 3차원 모델상에서의의복압과 주관적 평가의 상관을 고찰하였다. 그러나 이때주관적 평가 대상과 3차원 모델은 동일인이 아닌 한계를갖고 있었다.
본 실험에서는 석고형상 및 인체와 의복간의 의복압을측정하고자 공기주입식 의복압 센서 AMI-3037-2(AMI Techno, Co, Ltd., Korea)를 사용하여 어깨, 가슴, 배, 넙적다리, 등, 엉덩이 부위 등 6부위에서([Fig. 5 참조])압력을측정하였다' 압력측정부위는 맞음새을 평가하는 대표적부위로 가슴둘레 부위는 가슴과 등, 허리둘레 부위는 배, 엉덩이둘레 부위는 뒤엉덩이 돌출점으로 설정하였다. 특히 어깨부위는 바디 슈트 타입의 의복에 있어 인체의 동작에 의해 세로방향 신장, 축소와 크게 관여되는 부위임으로 설정하였다.
6]과 같은 기본 동작을 10회 반복한 후 주관적 설문지를 작성하였다. 설문항목은 의복의 맞음새에 대한 질문으로 진동, 가슴둘레, 허리둘레, 엉덩이둘레, 배, 샅앞, 샅뒤 부위 둥 7부위에 대하여 7점 척도로 수행하였다(1점: 전혀 맞지 않음, 7점: 아주 잘 맞음).
실험의복을 피험자에게 착의시킨 후 석고와 동일한 여섯 부위에서 의복압을 측정하였다. 측정된 압력값은 [Fig.
즉, 의복의 활동을 고려한 여유분으로 실제 축소량은 Z/2(식서 방향), T/2(푸서 방향)을 적용하였다. 그러나 본 실험에서 이용한 의복은 일반 의복구성에 의해 얻어진 패턴이 아닌 인체의 3차원 데이터를 이용한 패턴이므로 어느 정도의 축소율이 적당한가를 고찰하고자 다음과 같이 5단계로 축소율을 검토하였다.
한 후 [Fig. 6]과 같은 기본 동작을 10회 반복한 후 주관적 설문지를 작성하였다. 설문항목은 의복의 맞음새에 대한 질문으로 진동, 가슴둘레, 허리둘레, 엉덩이둘레, 배, 샅앞, 샅뒤 부위 둥 7부위에 대하여 7점 척도로 수행하였다(1점: 전혀 맞지 않음, 7점: 아주 잘 맞음).

대상 데이터

C = di아ance between benchmarks under load (500g) 본 실험에 사용한 직물의 성분은 91.4% p이yester와 8.6% polyurethane의 jersey였으며, 식서방향 ■ 푸서방향신장율은 16%와 20.5%이었다.
성능은<Table 1>와 같다. Cyberware로 측정된 3 차원 인체 데이터는 [Fig. 1]과 같으며, 피험자는 26세의남자로 키는 177.5cm, 가슴둘레 95.0cm, 허리둘레 77.5cm, 엉덩이둘레 89.5cm였다. 피험자는 마틴 계측기를 이용하여 기준선 및 계측점이 표시되었다.
본 실험에 참여한 피험자는 20대의 남성으로 피험자의 3차원 스캔 데이터는 Cyberware로 측정하였으며, 측정기기의 성능은와 같다.
9。세까지 남녀 19, 200여명 을 대상으로 전국 시 . 도 .
획득된 3차원 영상을 구획화하고 분리하는 작업은 RapidForm 2004(INUS Technology, Inc.z Korea)를 사용하였다. 구획화 된 영역은 Garland(1999) 의 Triangle Simplification 과 Runge-Kutta Method 프로그램을 이용하여 작은 삼각조각으로 평면화하였다.

이론/모형

[Fig. 기의 (a)는 Z-pattem의 축소율에 따라 O-pattem 에 그레이딩 라인을 넣은 것이며, 그레이딩 방법은 Ziegert(1988)가 제안한 방법에 준하여 수행하였다. [Fig.
z Korea)를 사용하였다. 구획화 된 영역은 Garland(1999) 의 Triangle Simplification 과 Runge-Kutta Method 프로그램을 이용하여 작은 삼각조각으로 평면화하였다. 삼각조각들은 조각사 이의 연결선을 기준으로 아래의 [Fig.
본 연구에서는 밀착 형태의 바디슈트를 제작하기 위하여 원단의 신장률을 고려하여 패턴 원형에 축소율을 배분하여 적용하는 방법 (Ziegert and Keil, 1988)을 이용하였다.
3]은 남성 피험자를 Yuka CAD 를 이용하여 2차원 평면패턴으로 전개한 모습이다. 이러한 방법으로 얻어진 패턴은 Yuka 프로그램을 이용하여면적, 길이 등의 항목으로 분석하였다.

성능/효과

2. 석고에 착의한 의복의 압력측정 결과, 패턴의 면적이 적어짐에 따라 압력이 높아졌으며 인체 착용 시보다 대체로 2~13gf/cm² 큰 값을 나타내었다. 피험자 착용시 의복압 변화를 살펴보면, Ziegert와 Keil 이 제안한 축소율(세로방향: Z/2(7%), 가로 방향: T/2(9%)) 또는 세로로 Z2/3(9%), 가로로 T2/3(12%) 줄인 3T 패턴의 경우 부위별로 2~4gf/cm²의 고른의복압 분포를 보였다.
3. 샅부위의 평가를 포함한 주관적 착의 평가에서는 3T-pattem, A-pattem과 Z-pattem둥은 5.69, 5.34과 5.31 로 맞음새가 우수하다고 평가되었다(p<0.001). 착용 쾌적감 실험결과 밀착패턴 개발에 있어 가로 방향의 패턴 축소율은 Ziegert가 제시한 축소율 (T/2(9%))보다 다소 커도 상관없었으나 세로 방향의 패턴 축소율은 최소한 Ziegert 가 제시한 수준 (Z/2(7%))을 유지하는 것이 필요하였다.
9]에서 보는 바와 같으며, 부위별 압력값은<Table 5>와같다. O-pattem은 모든 측정부위에서 아주 작은 의복압 (-0.29~l.31 gf/cm² 평균 0.33 gf/cnf) 을 보였으며,Z-pattem과 3T-pattem은 여섯 측정 부위에서의 압력값이 2~4 gf/cn?범위 안에 있었으며 부위에 따라 압력값의 큰 차이를 보이지 않았다. 이에 반해 T-pattem 은 어깨 부위와 엉덩이 부위를 제외하고 가슴, 배, 넙다리, 등부위에서 7~10 gf/cm² 정도의 상대적으로 가장 높은 압력값을 보여 부위에 따른 압력차이를 보였다.
그러나 착용감 평가에서 피험자는 밀착 바디슈트인 경우 샅부위에 대한 압박감이 다소 크게 나왔으며 샅부위는 매우 민감하게 반응하였다. 그러므로 푸서방향의패턴 축소율은 Ziegert가 제시한 축소율보다 더 커도 상관없었으나 식서방향 패턴 축소율은 최소한 Ziegert가 제시한 수준을 유지하는 것이 바람직할 것이다.
결과적으로 인체의 팔, 다리를 포함한 토루소의 밀착 체표면인 3D 스캔 자료를 이용하여 스트레치성이 있는 바디 슈츠를 제작하기 위해서는 세로 방향에서는 Z/2(7%), 가로 방향에서는 T/2(9%) 보다 다소 큰 축소율(T2/3(12%))로 2차원 패턴을 제작하면착용감이 좋은 바디 슈츠를 만들 수 있었으나, 동작시의 자료를 좀 더 검증한 패턴을 제작하기 위해서는 동작시의 체표면적을 고려한 추후 연구가 필요하다고 생각된다. 또한 피험자는 시간이 지나감에따라 밀착의복의 압박감에 적응함으로 밀착의복 착의평가에 있어서 시간요인이 충분히 고려되어야 함을 알 수 있었다.
8]은 정자세의 석고에서 여섯 부위의 압력 측정 데이터 변화를 보여주고 있다. 모든 실험의복에서 어깨부위와 넙적다리부위의 압력이 낮고 가슴부위, 배부위, 등부위, 엉덩이부위의 압력이 높았다. 또한 의복은 면적이 적어짐에 따라 압력이 높아짐을 알 수 있었다.
셋째, 다양한 축소율로 제작된 실험복을 인체에 착의하여 주관적 . 객관적 평가를 수행하며 석고상에서의 압력 값을 참고로 밀착패턴을 위한 최적 축소율을 제안하고자 한다.
06%)차이가 발생하였다. 이 결과를 남성인대 상체의 3차원 스캔 데이터를 이용한 2차원 전개 패턴(정연희와 홍경희, 20。6)과 비교하여 보았을 때 인대 상체에 대한길이 및 둘레오차 범위가 -d27~0.05cm(-0.60~0.20%)인데 비하여 오차가 증가하였음을 알 수 있다. 이는 선행연구가 남성 인체의 상체부위만을 전개하였다면, 본 연구는 남성 상체와 하체 및 팔다리의 주요부위까지 모두를 전개
06%) 차이가 발생하였다. 이러한 오차는 의복구성시 오차범위내에 드는 것으로 본 연구에서 이용한 삼각단순화(Triangle simplification)방법이 3차원 인체 스캔정보의 2차원 패턴 전개시에도 적절한 방법임을 확인할 수 있었다. 오차를 줄이기 위해서는 3차원 인체 데이터를 삼각단순화 할때 기본 삼각형의 면적이 9cm1 2 보다 작은 것이 우수할 것으로 제안된다.
그러나 이러한 차이는 의복구성시 의복제작의 오차범위에 들어가는범위이므로 3차원 인체정보를 이용한 2차원 패턴 전개는의복구성 방법으로 유용하다고 사료된다. 이러한 오차를줄이기 위해서는 선행연구에서 Triangle simplification의기본단위로 제안한 9cm²보다 작은 크기의 삼각형으로 곡면을 분할하고 이를 2차원 패턴으로 전개하는 것이 유리할 것으로 보인다. 본 연구에서 이용한 2차원 패턴 전개방식은 인체 정보를 그대로 반영하는 비접촉식 패턴 제작방법으로 인체정보를 정확히 반영하여야 하는 특수 기능성 밀착의에 활용가능성이 크다 하겠다.
63gf/cm²으로 의복의 축소율에 비례하여 압력값이 증가함을 보여주고 있다. 인체상에서의평균의복압과 석고에서의 평균의복압을 비교하여 보면 O-pattem패턴을 제외한 모든 패턴에서 석고에서의 압력값이 2~13 gf/cm² 정도 크게 나타남을 알 수 있었다.
1이은 피험자에 의한 착의평가를 보여주는 것으로 3T-pattem이 맞음새가 가장 좋다고 평가되었다. 주관적 평가에서3T-pattem, A-pattem 과Z-pattem등은 5.69,5.34과 5.31 로 맞음새가 우수하다고 평가되었다(p<0.001). 특히 O-pattem은 소재의 신축율을 전혀 적용하지 않은 의복으로 맞음새가 가장 나빴으며 T-pattem은 샅 앞.
001). 착용 쾌적감 실험결과 밀착패턴 개발에 있어 가로 방향의 패턴 축소율은 Ziegert가 제시한 축소율 (T/2(9%))보다 다소 커도 상관없었으나 세로 방향의 패턴 축소율은 최소한 Ziegert 가 제시한 수준 (Z/2(7%))을 유지하는 것이 필요하였다. 이는 동작 시의 세로 방향의 신장율에 대응해 줄 필요가 있기 때문이다.
11]은 5일 동안 피험자 착용실험이 진행됨에 따라 A-pattem의복의 주관적 평가가 변화하는 것을 살펴본 것이다. 피험자는 시간이 지나감에 따라 밀착의복의 압박감에 적응하여 첫날보다는 마지막 날 압박에 대한 평가가 달라졌다. 그러나 샅앞부위와 같은 민감한 부위는 적응이 더디게 진행되며 의복의 미묘한 차이를 평가하는 중요한 부위임을 알 수 있었다.

후속연구

4. 결과적으로 인체의 팔, 다리를 포함한 토루소의 밀착 체표면인 3D 스캔 자료를 이용하여 스트레치성이 있는 바디 슈츠를 제작하기 위해서는 세로 방향에서는 Z/2(7%), 가로 방향에서는 T/2(9%) 보다 다소 큰 축소율(T2/3(12%))로 2차원 패턴을 제작하면착용감이 좋은 바디 슈츠를 만들 수 있었으나, 동작시의 자료를 좀 더 검증한 패턴을 제작하기 위해서는 동작시의 체표면적을 고려한 추후 연구가 필요하다고 생각된다. 또한 피험자는 시간이 지나감에따라 밀착의복의 압박감에 적응함으로 밀착의복 착의평가에 있어서 시간요인이 충분히 고려되어야 함을 알 수 있었다.
이러한 오차를줄이기 위해서는 선행연구에서 Triangle simplification의기본단위로 제안한 9cm²보다 작은 크기의 삼각형으로 곡면을 분할하고 이를 2차원 패턴으로 전개하는 것이 유리할 것으로 보인다. 본 연구에서 이용한 2차원 패턴 전개방식은 인체 정보를 그대로 반영하는 비접촉식 패턴 제작방법으로 인체정보를 정확히 반영하여야 하는 특수 기능성 밀착의에 활용가능성이 크다 하겠다.
앞으로는 시판되고 있는 밀착 바디 슈트와의 패턴 비교, 의복압 비교, 착용감 비교를 통하여 보다 맞음 새와 착용쾌적감이 좋은 바디 슈트 패턴을 제안하는 것이 필요하겠다.

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