[논문]3차원 스캐너를 이용한 20대 남성의 하반신 신축량 분석

손부현; 홍경희

doi:10.5934/kjhe.2009.18.3.729

문제 정의

따라서 본 연구에서는 무릎 굽힘 자세와 걷기 및 허리 굽힘 동작에 따른 자세를 가지고 3차원 인체 표면 스캔 데이터를 습득하여 인체 하반신의 신축율을 구하고 이를 분석함으로써 바지패턴의 앞판과 뒤판, 또는 엉덩이부위와 다리 부위에서의 신축 특성을 알아보고 바지 패턴과 비교 고찰함으로써 3차원 인체 스캔 데이터를 통한 바지패턴 제작 시 여유량 설정이나 여유량 부여 위치에 관한 정보를 제공하고자 한다. 특정 동작이 반복되는 기능 복이나 장애인 복과 같은 특수복 패턴을 3차원 인체 스캔 데이터를 통하여 얻고자 할 때 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.
본 연구는 무릎 굽힘 자세와 걷기 및 허리굽힘 동작에 대한 3차원 인체 표면 스캔 데이터를 가지고 자세에 따른 인체 하반신의 신축율을 구하여 동작에 따른 인체신축 특성을 살펴보았으며 이를 바지 패턴과 비교 고찰함으로써 이후 3차원 인체 스캔 정보를 이용하여 바지 패턴을 전개하는 과정에서 여유량 설정과 여유량 부여에 관한 기초자료를 제공하고자 하였다. 분석 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
치수를 제시하였다. 본 피험자는 평균 치수보다 높이 항목에서 상대적으로 크나 본 연구가 3차원 인체 계측을 이용한 연구로 개인별 맞춤을 위해 각 개인의 체표면 데이터를 가지고 전개하였으며, 인체의 신축 특성 파악에 주안점을 두고 실시하였다.
정자세에 대한 걷기 및 허리 굽힘 동작에 따른 세로 방향의 체표면 변화를에 제시하였다.
정자세에 대한 동작 즉 걷기와 허리 굽힘 동작에 따른 체 표면의 변화에 대하여에 제시하였다.

제안 방법

3차원 스캐너(Whole body color 3D scanner Model WB4, Cyberware, Inc., USA) 와 소프트웨어 (Rapid form 2001 INUS technology, INC., Korea)를 이용하여 선행연구(間壁治土 2(X)0)와 현재 3차원 스캔 특성상 문제점이발생되지 않는 범위의 자세, 즉 정자세, 앉는 자세를 따르는 무릎관절을 30도, 45도, 60도 굽힌 자세, 걷는 동작 2가지, 허리굽힘 동작 2가지 유형([그림 1] 참조)을 스캔하여 분석하였다. 먼저 인체에 기준선을 그린 후 스캔하였으며, 스캔한 자료를 Rapid form을 이용하여 기존의 인체 위의 기준선을 따라 분할 선을 생성하여 신축율을 분석하였다.
3차원 영상 분석은 Rapid Form2(Xml에서 실시하였으며, 스캔한 데이터의 3차원 형상 위에 기존의 인체상의 기준선을 따라 분할 선을 생성하고 전개하고자 하는 블록(block) 으로 분할하였다.
가로 방향의 기준선은 배꼽 수준 허리둘레선, 엉덩이둘레선, 대퇴상부둘레선, 대퇴 둘레선, 무릎둘레선으로 설정하였으며 , 세로 방향의 기준선은 배꼽수준의 허리둘레선에서 무릎 둘레 선까지의 길이로 앞뒤 샅, 앞뒤 바지접힘선, 옆선, 안솔기선으로 설정하여 앞판에서 16개, 뒤판에서 16개의 블록을 형성하였다.
각 자세별 분할 면의 가로, 세로축으로의 변화된 길이를 측정하여 정자세에 대한 신축율을 다음식으로 구하였다.
기준선은 바지 제작을 위해 필요한 기준선으로 하였으며 배꼽수준 허리둘레선, 엉덩이둘레선, 대퇴상부둘레선, 대퇴둘레선, 무릎둘레선, 앞뒤 샅, 다 아트가 형성되는 바지 접힘선과 옆선(side seam), 안솔기선(inseam)으로 설정하였다.
길이 항목에서는 바지가 골반부와 다리를 구분하여 피복하는 구조를 고려하여 허리 둘레 선에서 대 퇴상부둘레선까지, 대퇴 상부 둘레 선에서 무릎둘레선까지 로 구분하여 변화 량을살펴보았다.
둘레 항목에서의 치수 비교는 앞판과 뒤판의 여유량 및신축율을 합하여 비교하고, 각각의 앞뒤판 패턴에 반영하기 위해서는 앞판과 뒤판으로 구분하여 분석하였다. 길이 항목에서는 바지가 골반부와 다리를 구분하여 피복하는 구조를 고려하여 허리 둘레 선에서 대 퇴상부둘레선까지, 대퇴 상부 둘레 선에서 무릎둘레선까지 로 구분하여 변화 량을살펴보았다.
앞샅과 뒤샅길이를 합하여 전체 앞뒤샅길이로 보았다. 또 바지가 골반부와 다리로 구분되는 골격 형태를 피복해야 하므로 허리둘레선에서 대퇴 상부 둘레 선까지를 중심으로 한 엉덩이부위(H)와 대퇴 상부 둘레 선에서 무릎에 이르는 다리부 위(L)로 구분하여 신축율을 구하였다. 바지 구조상 다리 부위의 여유량은 엉덩이 부위의 여유량에 영향을 미치지 못하므로 구분하여 고찰할 필요가 있다.
비교하였다. 또 샅냄분은 앞뒤샅길이의 엉덩이둘레 선에서 대퇴 상부 둘레 선까지의 길이방향의 신축율로 비교하였다.
, Korea)를 이용하여 선행연구(間壁治土 2(X)0)와 현재 3차원 스캔 특성상 문제점이발생되지 않는 범위의 자세, 즉 정자세, 앉는 자세를 따르는 무릎관절을 30도, 45도, 60도 굽힌 자세, 걷는 동작 2가지, 허리굽힘 동작 2가지 유형([그림 1] 참조)을 스캔하여 분석하였다. 먼저 인체에 기준선을 그린 후 스캔하였으며, 스캔한 자료를 Rapid form을 이용하여 기존의 인체 위의 기준선을 따라 분할 선을 생성하여 신축율을 분석하였다. 이때 스캔한 자료에서 hole이 생긴 샅부위는 curvature 형태의 bridge를 세워 surface를 체표면의 형상에 따라 curvature로 메꾸어 사용하였다.
밑위 길이는 옆선(H+L)의 허리둘레선에서 대퇴 상부 둘레 선까지의 세로 길이에서의 신축율로 비교했으며, 허리둘레선~무릎 둘레 선까지의 길이는 허리둘레선에서 무릎둘레 선까지의 앞뒤바지 접힘 선의 세로 길이 신축율로 비교하였다. 또 샅냄분은 앞뒤샅길이의 엉덩이둘레 선에서 대퇴 상부 둘레 선까지의 길이방향의 신축율로 비교하였다.
분석과정은 스캔 된 인체 위의 기준선을 따라 클릭해서 Rapid form 상에 기준선을 만들어 각 교차지점을 절단하고 각 분절선을 클릭하여 [그림 2]에 보이는 것처럼 클릭한 분할선의 길이 (Length of Curve)를 산출, 각 동작별 분할 선의 길이를 측정하였다.
<표 6>에 바지 패턴 제도법 중에서 각 부위의 인체 치수를 반영하고 있는 제도법(Ann Haggar, 2004)의 일례를 제시하였으며 이를 바탕으로 기존 패턴의 여유량과 본 실험 동작에 따른 신축율을 비교 고찰하였다.
특정 동작이 반복되는 기능 복이나 장애인 복과 같은 특수복 패턴을 3차원 인체 스캔 데이터를 통하여 얻고자 할 때 기초자료로 이용될 수 있을 것이다. 이를 위해 먼저 3차원 인체 표면 스캔 데이터를 가지고 소프트웨어 (Rapidform 2001 INUS technology, INC., Korea)® 이용하여 인체 자세별 신죽율을 구하는 방법을 제시하고, 산줄된신축율로 자세에 따른 인체의 신축 특성을 고찰하였다.
정자세에 대한 무릎 굽힘 각도에 따른 체표면의 변화에 대하여에 각 블록별로, 앞판의 둘레에 해당하는 블록과 뒤판에 해당하는 블록으로, 또 전체앞뒤 둘레로 구분하여 이에 해당하는 변화량과 신죽율을 제시하였다.

대상 데이터

<표 1>은 2003년에서 2004년까지 2년간 실시된 Size Korea(사이즈 코리아) 인체측정 사업에서 제시한 20~24세 남성 인체치수의 평균과 표준편차와 본 연구의 피험자 인체 치수를 제시하였다. 본 피험자는 평균 치수보다 높이 항목에서 상대적으로 크나 본 연구가 3차원 인체 계측을 이용한 연구로 개인별 맞춤을 위해 각 개인의 체표면 데이터를 가지고 전개하였으며, 인체의 신축 특성 파악에 주안점을 두고 실시하였다.

이론/모형

본 실험에서 구한 동작 시 각 인체부위에서의 신축율로기존의 바지 패턴 제도법 중에서 인체 각 부위의 치수 항목을 반영하고 있는 패턴 제도법 (Ann Haggar, 2004)과 비교 검토하였다.

성능/효과

10% 이상의 높은 신장을 나타내었다. 가볍게 걷는 동작보다 큰 걸음에서, 허리 굽힘이 적은 동작보다 큰 동작에서 뒤엉덩이너비의 신장율이 더 높았으며 앞 엉덩이 너비에서는 수축을 보여 전체 엉덩이둘레로 보면 큰 걸음에서 5.8%, 허리굽힘I에서 6.2%, 허리굽힘II에서 10.4%를 나타내 었다. 대 퇴상부둘레 에서도 앞 대퇴 상부너 비 에서는 수축을, 뒤대퇴상부너비에서는 신장을 보였으며 이 부위에서도 동작이 클수록 신장이 증가되는 경향을 나타내었다.
또 뒤 샅에서는 허리둘레선에서 엉덩이둘레선에 이르는뒤 샅길 이와 엉덩이둘레 선에서 대퇴상부둘레선에 이르는뒤샅길이 모두 높은 신장율을 나타내었는데 이는 앞의 무릎굽힘동작시와는 차이를 보이는 것으로써, 상체는 그대로 있으면서 무릎을 굽히는 동작에서는 허리둘레선에서 엉덩이둘레 선에 이르는 뒤샅길이는 변화가 적으면서 엉덩이둘레 선에서 대퇴상부둘레선에 이르는 뒤샅길이의 변화가 컸던 것과는 차이가 있음을 알 수 있다.
신장이 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또 무릎 굽힘 동작에 따른 대퇴상부둘레선에서 무릎 둘레 선까지의 앞바지접힘선이나 뒤바지접힘선, 옆선의 신축율에 비해 안솔기에서의 신장율이 큰 것은 둔 구내 측 신전선(나가자와 스스무, 1999) 즉 대둔부-둔구부—대퇴 내측부-무릎에 이르는 신전으로 바지의 운동기능을 도모하는 주된 코스이므로 기능적인 바지 제작 시 이 부위에서의 여유량 설정이 요구됨을 알 수 있었다.
또 무릎에서는 앞무릎 너비의 신장과 뒤 무릎 너비에서 의 수축이 두드러졌으며 앞무릎의 신장의 경우 중심쪽 블록이 바깥쪽 블록에서보다 신장이 더 큼을 알 수 있었다. 전체무릎둘레에서는 10% 이하의 신장율을 나타내었다.
크다. 또 허리 굽힘 각도가 클수록 뒤엉덩이너비의 신장율이 높았으며, 뒤 엉덩이 너비, 뒤대퇴상부너비는 신장을, 앞엉덩이너비, 앞 대퇴 상부 너비, 앞무릎너비는 수축을 보였다. 동작에 따른 신축율을 고려할 때 바지 패턴에서의 엉덩이둘레의 여유량이 허리둘레의 여유량보다 더 많이 설정되는 것이 타당하며 앞 엉덩이 너비보다 뒤 엉덩이 너비를 더 크게 설정하는 것이 바람직하다.
세로 방향의 신축율을 고려해볼 때 엉덩이부위의 동작에 따른 신장이 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또 무릎 굽힘 동작에 따른 대퇴상부둘레선에서 무릎 둘레 선까지의 앞바지접힘선이나 뒤바지접힘선, 옆선의 신축율에 비해 안솔기에서의 신장율이 큰 것은 둔 구내 측 신전선(나가자와 스스무, 1999) 즉 대둔부-둔구부—대퇴 내측부-무릎에 이르는 신전으로 바지의 운동기능을 도모하는 주된 코스이므로 기능적인 바지 제작 시 이 부위에서의 여유량 설정이 요구됨을 알 수 있었다.
엉덩이 부위에서의 뒤 바지 접힘 선은 길이방향으로의 큰신장율을 보였으나, 다리 부위에서의 뒤 바지 접힘선은 대퇴 상부 둘레 선에서 대퇴 둘레 선까지는 신장을, 대퇴둘레 선에서 무릎둘레선까지는 수 죽을 보여 다리부위에서의 뒤 바지 접힘 선의 길이방향의 수축율은 10%이하를 나타내었다. 옆선에서의 신축율은 10% 이하로 낮았으며, 안솔기선에서는 대퇴상부둘레 선에서 대퇴 둘레 선까지의 길이 신장율이매우 높았고 무릎 굽힘 각도가 클수록 더욱 높게 나타났다.
나타낸 것이다. 특히 엉덩이부위에서의 앞샅과앞바지 접 힘 선인 앞주름에 서는 수축을, 뒤 샅과 뒤 바지 접 힘 선인 뒤주름에서는 신장을 나타내는 것이 두드러지며 무릎 굽힘 각도가 클수록 그 신축율도 크게 나타났다. 반면에 옆선에서의 신축율은 낮고, 안솔기에서의 신축율은 높음을 알 수 있었다.
허리 굽힘 동작에서는 앞샅의 길이는 수축을, 뒤샅의 길이는 큰 신장을 나타내며, 앞샅의 길이에서는 허리둘레선에서 엉덩이둘레선에 이르는 샅의 길이가 엉덩이둘레 선에서 대퇴상부둘레선에 이르는 샅의 길이보다 수축율이 더 큼을 알 수 있었다.
신축율을 나타내었다. 허리 굽힘 동작에서는 옆선과안솔기에서의 신축율은 작지만 그 외의 길이방향으로의신축율은 10% 이상이었으며 허리 굽힘 각도가 클수록 대체로 더 높게 나타났다.

후속연구

우리나라에서도 2003년에서 2004년까지 2년간 실시된 Size Korea (사이즈 코리아) 인체측정 사업은 의류뿐만 아니라 국내산업의 국제경쟁력과 직결될 수 있는 산업계의 자료로 활용될 수 있을 것이다.
이상과 같이 동작별 3차원 인체 표면 스캔 데이터를 이용하여 인체의 신축율과 기존 바지패턴에서의 여유량을 비교 고찰함에 있어서 본 연구의 제한점은 1인에 대한 데이터로, 신축량을 그대로 사용하기보다는 인체 부위별 신축 비율을 참고하거나, 동작에 따른 하반신의 신축율 변화를 파악하는데 활용되어야 할 것이다. 또한 특정 동작을 스캔하는데 아직 어려움이 있으며 피부의 신축율 이외의 직물의 전단변형이나 피부와 직물 간 또는 직물과 직물 간의 슬립현상(slip) 등이 관여하기 때문에 여유량 설정에 있어서 신축율을 그대로 반영하는 데에도 무리가 있다.
한다. 특정 동작이 반복되는 기능 복이나 장애인 복과 같은 특수복 패턴을 3차원 인체 스캔 데이터를 통하여 얻고자 할 때 기초자료로 이용될 수 있을 것이다. 이를 위해 먼저 3차원 인체 표면 스캔 데이터를 가지고 소프트웨어 (Rapidform 2001 INUS technology, INC.

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