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문제 정의
- 본 연구에서는 3차원 인체 형상 모델링의한 방법으로 새롭게 부각된 모핑 기법을 활용하여 평균인체형 상의 형태적인 특징이 반영된 가상피팅모델을 개발함으로써 모핑이 모델링기법으로 적합한가를 검토하고 바람직한 모핑 방안을 제안하고자 한다.
- 본 연구에서는 Size Korea 사업을 통하여 수집된 40대 남자의 3차원 인체형상자료를 이용하여 40대 남자 하반신 체형을 분류하고 40대 대표체형 집단을 모핑이라는 새로운 방법으로 인체의 형태적인 특징을 그대로 재현한 평균 형상을 만들어 제시하고자 하였다. 40대는 체형의 변화가 큰 시기로 남성의 바지는 피트 성 뿐만 아니라 동작기능성이 매우 중요시되므로 정확한 체형분석이 필요하다.
- 본 연구에서는 체형의 변화가 큰 시기인 40대 남성 바지의 맞음새와 기능성을 향상시키는데 기여하고자,모핑 기법을 이용하여 대표체형 그룹의 평균적 형상을 가지면서도 인체의 사실적 형상이 반영된 가상 피팅모델을 생성하고자 하였다.
제안 방법
- 2. 모핑 대상물의 부피와 축의 기울기, 그리고 모핑 포인트의 위치 등 모핑에 영향을 미치는 주요 요소들을 선정하여 기하학적 도형 테스트를 실시하였다. 그 결과 대표체형 그룹 내에서 모핑의 순서를 정할 때 부피와 축의 기울기는 큰 것과 작은 것을 먼저 모핑하는 것이 바람직 한 것으로 파악되었다.
- 4. 모핑 과정을 통해 도출된 대표체형 가상모델의 타당성을 검토하기 위해 대표체형 가상모델과 대표 체형 그룹 간의 주요부위 치수를 비교.검토 하였으며, 대표체형 그룹의 단면도를 분석하여 평균 단면을 구하였다.
- 40대 남성 254명에 대해 하반신을 키, 엉덩이둘레, 하드롭(엉덩이둘레-배꼽수준허리둘레)의 중앙 30%와 그 이상, 이하로 각각 3구간으로 나누어 총 27개 그룹으로 분류하였다. 체형분류구간 중에서 키 중앙 30%(1667~1709mm), 엉덩이둘레 중앙 30%(945~983mm), 드롭치 중앙 30%(66~98mm)의 구간을 대표체형의 구간으로 선정하였다.
- 40대 남성의 하반신 대표체형 가상모델 생성을 위하여 부피와 하반신 체축 각도를 고려하고, 40대 남성 하반신의 형상의 특징을 잘 반영하는 곳에 모핑 포인트의 위치를 선정하여 모핑을 실시하였다.
- 9>에서와 같이 부피가 가장 작은 A에서부터 부피가 가장 큰 J 까지 일렬로 나열한 후, 부피의 평균이 전체 평균과 차이가 나지 않도록 두 개씩 묶어서 토너먼트 형식으로 모핑을 실시하였다.
- Rapidform 2004를 이용하여 대표체형 그룹 10명의 몸통부위 주요 단면 5개(허리위 100mm 수준, 허리둘레, 배꼽수준허리둘레, 엉덩이둘레, 샅종단면)와 다리부위 주요단면 5개 (넙다리둘레, 넙다리가운데둘레, 무릎둘레, 장딴지둘레, 종아리 최소둘레)를 추출하였다.
- 실험에 사용한 정육면체는 lOmmxlOmrnx 10mm이며, 원기등은 지름 10mm, 높이 10mm이다. 각 실험 단계별로 가로, 세로, 높이 및 면적과 부피 의 변화를 분석 하였다(Table 4, Fig. 6, Fig. 7).
- 모핑 과정을 통해 도출된 대표체형 가상모델의 타당성을 검토하기 위해 대표체형 가상모델과 대표 체형 그룹 간의 주요부위 치수를 비교.검토 하였으며, 대표체형 그룹의 단면도를 분석하여 평균 단면을 구하였다. 그 결과 대표체형 그룹의 치수와 평균 단면은 모핑을 통해 형성된 대표체형과 거의 유사한 경향을 보였다.
- 비교.검토 하였으며, 대표체형 그룹의 단면도를 분석하여 평균단면을 비교하였다.
- 대표체형 가상모델의 결과를 검증하기 위한 두 번째 단계로 주요부위 단면의 형상을 비교하였다. Rapidform 2004를 이용하여 대표체형 그룹 10명의 몸통부위 주요 단면 5개(허리위 100mm 수준, 허리둘레, 배꼽수준허리둘레, 엉덩이둘레, 샅종단면)와 다리부위 주요단면 5개 (넙다리둘레, 넙다리가운데둘레, 무릎둘레, 장딴지둘레, 종아리 최소둘레)를 추출하였다.
- 대표체형 가상모델의 모핑 결과를 검증하기 위해 본 연구에서는 2단계의 검증을 실시하였다.
- 두 번째 실험에서는 정육면체의 각 꼭지점에 모핑 포인트를 선정하고(총 12개의 모핑 포인트 사용) 이에 대응하는 위치에 원기등의 모핑 포인트를 선정하였다. 그 결과 첫 번째 실험에서와 같이 사각형이 생성되었는데, 앞의 결과와 다른 점은 가로 8.
- 먼저 모핑을 통해 생성된 대표체형 가상모델과 대표체형 그룹간의 주요부위 치수를 비교. 검토 하였다 (Table 6).
- 모핑 과정을 통해 도출된 대표체형 가상모델의 타당성을 검토하기 위해 모핑을 통해 생성된 대표체형 가상모델과 대표체형 그룹간의 주요부위 치수를 비교.검토 하였으며, 대표체형 그룹의 단면도를 분석하여 평균단면을 비교하였다.
- 모핑 과정을 통해 최종 형상을 얻은 후, mirror 기능을 사용하여 좌우 대칭의 대표형상을 추출하였다. 대 표체형 도출 결과 인체의 부피감이 그대로 표현되었으며, 엉덩이부위, 샅부위 및 장딴지 근육 등이 사실적으로 변화하였음을 알 수 있다(Fig.
- 모핑 대상물간의 자세축 차이에 의해 모핑 결과가 어떠한 영향을 받는지를 알아보기 위해 자세축이 다른 원기둥 3개를 생성하였다. 원기둥(A)는 지름 10mm, 높이 80mm이며, 원기둥 (B)와 (C)는 원기둥 (A) 를 각각 15°, 30° 기울인 것이다.
- 모핑 대상물의 부피 차이에 의한 영향을 알아보기 위해 Rapidform을 이용하여 원뿔 도형 3개를 생성하였다. 원뿔 (A)는 반지름 4mm, 높이 8mm이며, 원뿔 (B) 는 반지름 2mm, 높이 4mm, 원뿔 (C)는 반지름 1mm, 높이 2mm이다.
- 모핑 포인트의 위치에 따라 모핑 결과가 어떻게 달라지는 지를 확인하기 위해 정육면체와 원기등을 대상으로 모핑 포인트의 위치를 4단계로 변화시켜 단계별 실험을 실시하였다(Fig. 5). 실험에 사용한 정육면체는 lOmmxlOmrnx 10mm이며, 원기등은 지름 10mm, 높이 10mm이다.
- 모핑에 영향을 주는 요소로는 대상물의 부피와 축의 기울기 , 그리고 모핑 포인트의 위치 3가지를 선정하였고, 이들 요소들이 모핑 결과에 어떠한 영향을 주는지를 규명하기 위해 기하학적인 도형 테스트를 실시하였다.
- 본 연구에서는 두 모델의 동일한 랜드마크를 참조하여, 랜드마크 주위의 polygon들을 평균적인 형상으로 변형시켜주는 모핑 기법을 사용하였다. Rapidform에서 제공되는 Polygon 모핑 기법은 하나의 polygon model을 또 다른 하나의 모델로 변형시켜주고 그 과정 중에 중간 단계의 형상을 보여주고 저 장할 수 있다.
- 본 연구에서는 하반신 체형의 크기를 나타내는 주요 요인인 키와, 부피를 나타내는 주요 요인인 엉덩이둘레, 그리고 의류제품설계의 적합성을 높이기 위해 하반신의 형태적 특징을 나타내는 하드롭에 의해 40대 남성 하반신 대표체 형 구간을 선정 하였다.
- 구하였다. 샅부위 종단면은 엉덩이 아래 부분을 30°씩 나누어 길이를 측정하고 평균값을 구하였다(Fig. 11, Table 7).
- 이들 10명의 주요부위 평균 단면을 추출하기 위해 몸통 부위 단면(허리위 100mm 수준, 허리둘레, 배꼽 수준 허리둘레, 엉덩이둘레)은 오른쪽 반쪽만 30°씩 나누어 길이를 측정하였고(총 7부위), 다리부위 단면은 전체를 30°씩 나누어 길이를 측정(총 12부위)하여 평균값을 구하였다. 샅부위 종단면은 엉덩이 아래 부분을 30°씩 나누어 길이를 측정하고 평균값을 구하였다(Fig.
- 이러한 결과를 바탕으로 대표체형 가상모델 생성을 위한 인체 형상 모핑을 실시하였다.
- 인체의 비대칭성을 고려하여 모델의 오른쪽을 기준으로 대칭 형상을 만들기 위해, 배꼽점을 기준으로 오른쪽만 남기고, 왼쪽 형상을 제거한 후, 주형모델(template shell)과 기준모델 (reference shell)에 각각모핑 포인트를 찍어주었다.
- 전처리 단계로 대표체형 그룹 내의 폴리곤의 수가 일정하도록 조정하여 폴리곤에 의한 영향을 통제 하였으며, 대표체형 그룹의 허리 위 10cm 부분과 가쪽복사점 아래 부분의 형상을 제거하였다.
- 첫 번째 실험에서는 정육면체의 각 변의 중점에 모핑 포인트를 선정하고(총 12개의 모핑 포인트 사용) 이에 대응하는 위치에 원기등의 모핑 포인트를 선정하였다. 그 결과 정 육면체와 원기등을 모핑 하였음에도 불구하고 모핑 결과는 정육면체와 거의 차이가 없었다.
대상 데이터
- 1. 40대 남성 254명에 대해 키 중앙 30%(1667~1709 mm), 엉덩이둘레 중앙 30%(945~983mm), 드롭치 중앙 30%(66~98mm)의 구간을 대표체형의 구간으로 선정하였다. t-test를 통하여 대표체형 그룹과 전체 그룹의 인체 측정치를 비교한 결과, 모든 항목에서 전체 집단과 대표체형 그룹의 평균치는 신뢰도 95% 구간에서 유의한 차이가 없어 대표체형 그룹은 전체 그룹을 대표한다고 볼 수 있다.
- 네 번째 실험에서는 세 번째 실험에 사용된 모핑 포인트의 수를 늘려 총 80개의 모핑 포인트를 사용하였다. 그 결과 모핑 포인트를 더욱 세분화 하였음에도 불구하고 결과는 세 번째 실험결과와 거의 비슷하였다.
- 본 연구에서는 2003년 4월~2004년 11월 동안 시행된 한국인 인체치수조사사업의 40대 남성 254명의 3 차원 인체 형상 데이터 및 치수 자료를 사용하였다. 모핑에는 .
- 부피 및 자세축 요인에 의한 모핑 순서를 결정하기 위해, 우선 대표체형 그룹 중 하반신 체축 각도가 평균에 가까운 피험자 10명을 선정하였고, <Fig. 9>에서와 같이 부피가 가장 작은 A에서부터 부피가 가장 큰 J 까지 일렬로 나열한 후, 부피의 평균이 전체 평균과 차이가 나지 않도록 두 개씩 묶어서 토너먼트 형식으로 모핑을 실시하였다.
- 세 번째 실험에서는 첫 번째와 두 번째 실험에 사용된 모핑 포인트를 혼합(총 24개의 모핑 포인트 사용) 하여 사용하였다. 그 결과 정육면체와 원기등의 형태가 적절히 혼합된 모핑 결과를 얻을 수 있었다.
- 5). 실험에 사용한 정육면체는 lOmmxlOmrnx 10mm이며, 원기등은 지름 10mm, 높이 10mm이다. 각 실험 단계별로 가로, 세로, 높이 및 면적과 부피 의 변화를 분석 하였다(Table 4, Fig.
- 인체 형상의 특징점을 고려한 모핑 포인트를 선정하기 위해 본 연구에서는 40대 남성 하반신의 형상의 특징을 잘 반영하는 곳에 총 32개의 모핑 포인트의 위치를 선정하여 주었다(Fig. 8). 본 연구에서 사용한 모핑 포인트는 샅종단 실루엣을 반영하는 포인트, 앞면 실루엣을 반영하는 포인트, 앞 형태 및 뒤 형태를 반영 하는 포인트로 분류될 수 있다(Table 5).
- 분류하였다. 체형분류구간 중에서 키 중앙 30%(1667~1709mm), 엉덩이둘레 중앙 30%(945~983mm), 드롭치 중앙 30%(66~98mm)의 구간을 대표체형의 구간으로 선정하였다. T-test를 통하여 대표체형 그룹과 전체 그룹의 인체측정치를 비교한 결과, 모든 항목에서 전체 집단과 대표체형그룹의 평균치는 신뢰도 95% 구간에서 유의한 차이가 없어 대표체형 그룹은 전체 그룹을 대표한다고 볼 수 있다.
이론/모형
- 모핑에는 .Rapidform 2004, 를 사용하였고, 측정항목은 하반신 관련 측정 항목으로 총 39개 항목을 사용하였다 (Table 1).
성능/효과
- 3. 대표체형 그룹 10명에 대한 부피와 하반신 체 축 각도를 고려하고, 40대 남성 하반신의 형상의 특징을 잘 반영하는 곳에 모핑 포인트의 위치를 선정하여 모핑을 실시한 결과 인체의 부피감이 그대로 표현되었으며, 엉덩이부위, 샅부위 및 장딴지 근육 등이 사실적으로 변화하여 모핑 과정 이 잘 이루어졌음을 알 수 있었다.
- 체형분류구간 중에서 키 중앙 30%(1667~1709mm), 엉덩이둘레 중앙 30%(945~983mm), 드롭치 중앙 30%(66~98mm)의 구간을 대표체형의 구간으로 선정하였다. T-test를 통하여 대표체형 그룹과 전체 그룹의 인체측정치를 비교한 결과, 모든 항목에서 전체 집단과 대표체형그룹의 평균치는 신뢰도 95% 구간에서 유의한 차이가 없어 대표체형 그룹은 전체 그룹을 대표한다고 볼 수 있다. 40대 남성 하반신 대표체형 그룹은 키의 평균이 169.
- 40대 남성 254명에 대해 키 중앙 30%(1667~1709 mm), 엉덩이둘레 중앙 30%(945~983mm), 드롭치 중앙 30%(66~98mm)의 구간을 대표체형의 구간으로 선정하였다. t-test를 통하여 대표체형 그룹과 전체 그룹의 인체 측정치를 비교한 결과, 모든 항목에서 전체 집단과 대표체형 그룹의 평균치는 신뢰도 95% 구간에서 유의한 차이가 없어 대표체형 그룹은 전체 그룹을 대표한다고 볼 수 있다.
- 54°로 변화하였다. 계산값이 15°인 점을 감안할 때 모핑 대상의 축의 각도에 의해 모핑 결과가 영향을 받고 있음을 확인할 수 있었다. 즉, 자세축 역시두 모핑 대상물간의 자세축 평균이 그룹 내의 평균과 차이가 나지 않도록 자세축이 가장 큰 것과 작은 것을 모핑하는 것이 바람직하다고 볼 수 있다.
- 검토 하였다 (Table 6). 그 결과 높이항목을 제외한 대부분의 항목에서 대표체형 가상모델과 대표체형 그룹간의 차이가 크지 않으므로 모핑 결과물에 대표체형 그룹의 평균적인 치수가 반영되었음을 알 수 있다. 높이 항목에서 치수의 차이가 난 이유는 대표체형 가상모델은 의류 산업에서의 활용성을 높이기 위해 다리를 벌린 상태로 모델링 된 반면, 대표체형 그룹의 측정치는 다리를 붙인 상태에서 측정된 값이기 때문이다.
- 모핑 대상물의 부피와 축의 기울기, 그리고 모핑 포인트의 위치 등 모핑에 영향을 미치는 주요 요소들을 선정하여 기하학적 도형 테스트를 실시하였다. 그 결과 대표체형 그룹 내에서 모핑의 순서를 정할 때 부피와 축의 기울기는 큰 것과 작은 것을 먼저 모핑하는 것이 바람직 한 것으로 파악되었다. 또한 모핑 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 두 모핑 대상의 형태적 특징을 잘 나타내는 곳에 모핑 포인트를 선정하여야 하며 형태적 특징점 이외의 모핑 포인트의 추가는 결과의 신뢰성을 높여주지는 못하는 것으로 파악되었다.
- 검토 하였으며, 대표체형 그룹의 단면도를 분석하여 평균 단면을 구하였다. 그 결과 대표체형 그룹의 치수와 평균 단면은 모핑을 통해 형성된 대표체형과 거의 유사한 경향을 보였다. 따라서 평균 단면의 형태적 특징을 유지하면서인 체 형상을 3차원적으로 재현한 대표체형이 얻어졌음을 알 수 있다.
- 그 결과 정 육면체와 원기등을 모핑 하였음에도 불구하고 모핑 결과는 정육면체와 거의 차이가 없었다. 이는 모핑 포인트의 위치가 도형의 형태의 특징을 반영하지 못했기 때문으로 파악된다.
- 사용하였다. 그 결과 정육면체와 원기등의 형태가 적절히 혼합된 모핑 결과를 얻을 수 있었다.
- 그 결과 첫 번째 실험에서와 같이 사각형이 생성되었는데, 앞의 결과와 다른 점은 가로 8.56 mm, 세로 8.57mm로길이의 축소가 일어난 점이다. 두 모핑 대상의 형태적 특징점에 모핑 포인트를 선정하였음에도 불구하고 모핑이 제대로 되지 않은 이유는 모핑 포인트가 영향을 미치는 영역이 한정되어 있기 때문이라고 파악된다.
- 사용하여 좌우 대칭의 대표형상을 추출하였다. 대 표체형 도출 결과 인체의 부피감이 그대로 표현되었으며, 엉덩이부위, 샅부위 및 장딴지 근육 등이 사실적으로 변화하였음을 알 수 있다(Fig. 10).
- 대표체형 그룹과 모핑을 통해 형성된 대표체형의 주요부위 단면 측정치를 비교한 결과, 허리 위 100mm 수준에서는 3, 허리둘레 수준은 3, 5, 6, 7, 배 꼽수준허 리 둘레 수준의 경우 5, 6, 넙 다리 가운데 둘레의 경우 2, 7, 8, 무릎둘레의 경우 7, 장딴지 둘레의 경우 7을 제외한 모든 부위에서 1mm 이내의 차이를 보이므로 대표체형 그룹의 단면 평균치와 대표체형의 단면 측정치는 큰 차이가 없는 것을 알 수 있었다.
- 두 가지 경우의 모핑 결과에 대해 반지름, 높이, 면적, 부피, 둘레치수 등을 분석한 결과 A+B+C의 순서보다는 A+C+B 순서의 결과물이 각 도형의 부피를 평균화 시킨 계산값에 더 근사함을 알 수 있었다(Table2). 따라서 대표체형 그룹 내에서 모핑의 순서를 정할 때 부피가 큰 것과 작은 것을 모핑하여 모핑 대상물의 부피의 평균이 전체 그룹의 평균과 차이가 나지 않도록 유지하도록 하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
- 시킨 계산값에 더 근사함을 알 수 있었다(Table2). 따라서 대표체형 그룹 내에서 모핑의 순서를 정할 때 부피가 큰 것과 작은 것을 모핑하여 모핑 대상물의 부피의 평균이 전체 그룹의 평균과 차이가 나지 않도록 유지하도록 하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
- 그 결과 대표체형 그룹 내에서 모핑의 순서를 정할 때 부피와 축의 기울기는 큰 것과 작은 것을 먼저 모핑하는 것이 바람직 한 것으로 파악되었다. 또한 모핑 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 두 모핑 대상의 형태적 특징을 잘 나타내는 곳에 모핑 포인트를 선정하여야 하며 형태적 특징점 이외의 모핑 포인트의 추가는 결과의 신뢰성을 높여주지는 못하는 것으로 파악되었다.
후속연구
- 40대는 체형의 변화가 큰 시기로 남성의 바지는 피트 성 뿐만 아니라 동작기능성이 매우 중요시되므로 정확한 체형분석이 필요하다. 3차원 형상자료를 이용하여 체형변화가 큰 40대 성인 남자의 체형을 분류하고, 대표체형 가상모델을 개발함으로써 소비자가 on-line 상에서의 의류상품 구매 시 가상공간상에서 시착하여 맞음새가 향상된 상품을 구매할 수 있도록 하며, 사이즈로 인하여 발생하는 반품 및 재고율을 낮출 수 있을 것으로 고려된다. 본 연구는 비교적 단순한 인체 곡면을 가지고 있는 40대 남성의 하반신을 그 대상으로 하고 있으나 추후에는 여성을 비롯하여 다양한 체형에서도 모핑의 효과를 검증해야 할 필요가 있다.
- 3차원 형상자료를 이용하여 체형변화가 큰 40대 성인 남자의 체형을 분류하고, 대표체형 가상모델을 개발함으로써 소비자가 on-line 상에서의 의류상품 구매 시 가상공간상에서 시착하여 맞음새가 향상된 상품을 구매할 수 있도록 하며, 사이즈로 인하여 발생하는 반품 및 재고율을 낮출 수 있을 것으로 기대된다.
- 따라서 모핑 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 두 모핑 대상의 형태적 특징을 잘 반영하는 모핑 포인트를 선정하여야 하며, 형태적 특징점 이외의 모핑 포인트의 추가는 결과의 신뢰성을 높여주지는 못하는 것으로 파악된다.
- 본 연구는 비교적 단순한 인체 곡면을 가지고 있는 40대 남성의 하반신을 그 대상으로 하고 있으나 추후에는 여성을 비롯하여 다양한 체형에서도 모핑의 효과를 검증해야 할 필요가 있다. 또한 본 실험에서는 체축이 평균에 가까운 피험자를 선정하였으므로 체축 요소를 제외하였지만 다양한 체형에서의 각도 요인도 중요하게 고려되어야 할 것이다.
- 3차원 형상자료를 이용하여 체형변화가 큰 40대 성인 남자의 체형을 분류하고, 대표체형 가상모델을 개발함으로써 소비자가 on-line 상에서의 의류상품 구매 시 가상공간상에서 시착하여 맞음새가 향상된 상품을 구매할 수 있도록 하며, 사이즈로 인하여 발생하는 반품 및 재고율을 낮출 수 있을 것으로 고려된다. 본 연구는 비교적 단순한 인체 곡면을 가지고 있는 40대 남성의 하반신을 그 대상으로 하고 있으나 추후에는 여성을 비롯하여 다양한 체형에서도 모핑의 효과를 검증해야 할 필요가 있다. 또한 본 실험에서는 체축이 평균에 가까운 피험자를 선정하였으므로 체축 요소를 제외하였지만 다양한 체형에서의 각도 요인도 중요하게 고려되어야 할 것이다.
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