BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỖ THỊ THỦY

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ VỀ KHOẢNG CÁCH
TRONG KHÔNG GIAN GIỮA CƠ THỂ NGƯỜI VÀ
TRANG PHỤC PHỤC VỤ THIẾT KẾ BA CHIỀU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY

HÀ NỘI, 2023


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỖ THỊ THỦY

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ VỀ KHOẢNG CÁCH TRONG
KHÔNG GIAN GIỮA CƠ THỂ NGƯỜI VÀ TRANG PHỤC
PHỤC VỤ THIẾT KẾ BA CHIỀU
NGÀNH: Công nghệ Dệt, May
MÃ SỐ: 9540204

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. NGUYỄN THỊ THÚY NGỌC
2. PGS. TS. NGƠ CHÍ TRUNG

HÀ NỘI, 2023


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung trong luận án “Nghiên cứu mối quan hệ về
khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba
chiều” là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thực nghiệm được tiến hành một cách
cẩn thận, nghiêm túc và khoa học trong quá trình nghiên cứu. Các số liệu, kết quả nghiên
cứu trong luận án hoàn toàn trung thực, khách quan và chưa từng được cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nghiên cứu của tác giả khác. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã
được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

Hà Nội, ngày 19 tháng 12 năm 2023
Tác giả luận án

Đỗ Thị Thủy

TS. NGUYỄN THỊ THÚY NGỌC

PGS. TS. NGƠ CHÍ TRUNG

i


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sự ghi nhận sâu sắc đến thầy cô

hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Thị Thúy Ngọc và PGS.TS. Ngơ Chí Trung
đã hết lịng hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong
suốt quá trình học tập và thực hiện luận án. Sự giúp đỡ, hỗ trợ và hướng dẫn
của các thầy cô đã giúp tôi học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong
nghiên cứu khoa học.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Đại học Bách khoa Hà Nội, Ban Đào tạo,
Trường Vật liệu, Khoa Dệt may Da giầy và Thời trang, các thầy cô đã tạo điều
kiện thuận lợi và dành thời gian để đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp tơi
hồn thành bản luận án này.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Trường Đại học
Công nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi được tham gia học tập, nghiên cứu
và hoàn thành luận án. Đây cũng là dịp để tôi cảm ơn các thầy cô giáo và đồng
nghiệp thuộc khoa Công nghệ may & Thiết kế Thời trang, trường Đại học Công
nghiệp Hà Nội đã ln động viên, khích lệ trong suốt q trình tơi thực hiện luận
án.
Tơi xin cảm ơn gia đình và những người thân đã luôn bên tôi, ủng hộ và
động viên tơi trong suốt q trình nghiên cứu.
Trong q trình thực hiện luận án khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, tơi
rất mong nhận được góp ý của các thầy cô, đồng nghiệp và các nhà khoa học để
luận án được hồn thiện hơn.
Tơi xin trân trọng cảm ơn!
Hà nội, ngày 19 tháng 12 năm 2023
Tác giả luận án

Đỗ Thị Thủy

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ..................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ..................................................................vii
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN ................................................................ 1

2.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ..................................................2

3.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ......................3

4.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .................................................3

5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .........................................3

6.

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN ........................................................4


7.

GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN ..........................................................4

8.

ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN ............................................................................5

9.

KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN ..............................................................................5

CHƯƠNG 1 . NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN ................................................................ 6
1.1 Mơ hình mô phỏng cơ thể người ...............................................................................6
1.1.1 Khái quát chung về quét ba chiều cơ thể người ..................................................... 6
1.1.2 Dữ liệu cơ thể người ba chiều ................................................................................ 7
1.2 Phương pháp thiết kế quần áo ba chiều ...................................................................16
1.2.1 Phương pháp thiết kế mẫu mới quần áo ba chiều................................................. 17
1.2.2 Phương pháp phát triển mẫu thiết kế ba chiều ..................................................... 21
1.2.3 Một số phần mềm thiết kế quần áo ba chiều ........................................................ 25
1.3 Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và quần áo ......................................26
1.3.1 Khái quát về khoảng không gian .......................................................................... 26
1.3.2 Tính tốn và phân phối lượng dư thiết kế ba chiều .............................................. 29
1.4 Kết luận chương 1 ...................................................................................................36
CHƯƠNG 2 . ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 38
2.1 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 38
2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................38
2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu ....................................................................41


iii


2.3.1 Xây dựng mơ hình tốn học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ
thể người và mặt trong áo .............................................................................................. 43
2.3.2 Thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm từ bề mặt cơ thể người đến mặt trong
áo và ứng dụng thiết kế trang phục ba chiều ................................................................. 63
2.4 Kết luận chương 2 ...................................................................................................73
CHƯƠNG 3 . KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ........................................ 74
3.1 Kết quả xây dựng mơ hình tốn học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề
mặt cơ thể người và mặt trong áo ..................................................................................74
3.1.1 Kết quả tái tạo mô hình mơ phỏng ba chiều cơ thể người.................................... 74
3.1.2 Mơ hình tốn học khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong
áo ................................................................................................................................... 87
3.2 Kết quả thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người - mặt
trong áo và ứng dụng thiết kế trang phục ba chiều......................................................116
3.2.1 Mức độ thay đổi của khoảng cách hướng tâm cho áo rộng tùy biến.................. 116
3.2.2 Mơ hình dự báo vùng áo tiếp xúc với bề mặt cơ thể người................................ 117
3.2.3 Phân bổ kích thước cho vịng ngực, vịng eo, vịng gấu..................................... 121
3.2.4 Mơ hình ba chiều cho áo rộng tùy biến .............................................................. 126
3.2.5 Mơ hình mơ phỏng ba chiều khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể và áo ....... 128
3.2.6 Kết quả ứng dụng bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm vào thiết kế trang phục ba
chiều............................................................................................................................. 131
3.3 Kết luận chương 3 .................................................................................................134
KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN ..................................................................................... 136
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ....................................................................... 138
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ...................... 139
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 140
PHỤ LỤC……………………………………………………………………………


iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt/
Ký hiệu
3D
AIC
B-spline
C
CAD
CAM
d
ES
GEA
ISO
KES - F
LASS

LMG
N
NURBS
R
REA
SD
SfS
SGEA
TCVN
α
β


Giải thích
ba chiều
Akaike Information Criterion
(Chỉ số để lựa chọn giữa các mơ hình thống kê)
Basic spline (Đường cong cơ sở)
Hằng số tùy thuộc vào sai số α và β
Computer Aided design (Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính)
Computer Aided Manufacturing (Sản xuất có sự hỗ trợ của máy
tính)
Hiệu số ảnh hưởng
Effect Size (Mức độ ảnh hưởng)
Girth Easy Allowance (Lượng dư chu vi)
International Organization for Standardization (Tổ chức tiêu chuẩn
hóa quốc tế)
Kawabata Evaluation System for Fabrics
(Hệ thống đánh giá vải Kawabata)
Loughborough anthropometric shadow scanner
(Máy quét hình bóng nhân trắc học Loughborough)
Viết tắt của tên ba nhà thống kê: Lindermann, Merenda, Gold
(Thước đo mức độ quan trọng của từng biến trong mơ hình tốn
học)
Cỡ mẫu cần thiết
Non-Uniform Rational B-Spline
Ngơn ngữ lập trình R
Radial Ease Allowance (Lượng dư hướng tâm)
Standard Deviation (Độ lệch chuẩn)
Phương pháp Shape-from-Silhouette
Segmental Girth Ease Allowance (Lượng dư chu vi phân đoạn)
Tiêu chuẩn Việt Nam

Sai số loại 1
Sai số loại 2

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Kết quả kiểm định mô hình phần thân ma-nơ-canh ......................................77
Bảng 3.2. Kết quả kiểm định của các lát cắt có chênh lệch < 0,5mm ........................... 79
Bảng 3.3. Kết quả kiểm định của các lát cắt có chênh lệch > 0,5mm ........................... 80
Bảng 3.4. Kết quả kiểm định của các lát cắt có trị số p > 0,05 .....................................80
Bảng 3.5. Tái tạo mơ hình cơ thể người dùng cho nghiên cứu .....................................88
Bảng 3.6. Kết quả phân thành 16 nhóm lát cắt.............................................................. 93
Bảng 3.7. Kết quả phân thành 12 nhóm điểm ............................................................... 94
Bảng 3.8. Dữ liệu khoảng cách hướng tâm cho từng điểm tại các vùng điểm-lát cắt...98
Bảng 3.9. Lượng dư nửa vòng ngực ............................................................................109
Bảng 3.10. Lượng dư nửa vịng eo của áo tùy biến, mơ hình và áo thực ....................109
Bảng 3.11. Lượng dư nửa vòng gấu của áo tùy biến, mơ hình và áo thực ..................110
Bảng 3.12. Ma trận vùng khoảng cách hướng tâm của các áo và phân bổ hệ số xác
định trong mơ hình ......................................................................................................111
Bảng 3.13. Xu hướng tiếp xúc của áo với cơ thể người khi thay đổi độ rộng áo........118
Bảng 3.14. Lượng dư nửa vịng ngực của áo tùy biến, mơ hình và áo thực................122
Bảng 3.15. Lượng dư nửa vòng eo của áo tùy biến, mơ hình và áo thực ....................123
Bảng 3.16. Lượng dư nửa vịng gấu của áo tùy biến, mơ hình và áo thực ..................123
Bảng 3.17. Phân bổ chiều dài biên dạng lát cắt đi qua ngực (lát cắt 141) ..................124
Bảng 3.18. Phân bổ chiều dài biên dạng lát cắt đi qua eo (lát cắt 69).........................125
Bảng 3.19. Phân bổ chiều dài biên dạng lát cắt đi qua gấu (lát cắt 1).........................126
Bảng 3.20. Mơ hình ba chiều các áo rộng tùy biến theo dữ liệu khoảng cách tính tốn
.....................................................................................................................................127
Bảng 3.21. Mơ hình ba chiều khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể và áo có lượng dư

nửa vịng ngực là 35mm theo hướng dọc tại các điểm ................................................129

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Các mặt phẳng chính của cơ thể người [8] ......................................................8
Hình 1.2. Mơ hình cơ thể người và các đặc trưng ngữ nghĩa phân đoạn [9]...................9
Hình 1.3. Ba điểm đặc trưng chính và sáu phần ngữ nghĩa [20] ...................................10
Hình 1.4 . Các lát cắt cơ bản và lát cắt ngực [5] ........................................................... 11
Hình 1.5. Hình dáng ma-nơ-canh tham số được kiểm sốt bởi các lát cắt ngang [26] .12
Hình 1.6. Các mặt phẳng cơ thể giải phẫu [28] ............................................................. 12
Hình 1.7. Đo khoảng cách [28] .....................................................................................12
Hình 1.8. Mơ hình tính tốn cho tồn bộ cơ thể [29]. ...................................................13
Hình 1.9. Các mơ hình được tính tốn cho các hình dạng hơng khác nhau [29]. .........13
Hình 1.10. Mơ hình hình thái các đường viền chính [8] ...............................................14
Hình 1.11. Mơ hình hình thái các đường viền chính và thứ cấp [8].............................. 14
Hình 1.12. Các mảnh đắp đặc trưng nội suy [32] ..........................................................14
Hình 1.13. Quá trình phát triển một hình thể chuẩn [33] ..............................................15
Hình 1.14. Ví dụ về tạo mặt cắt ngang trung bình [33] .................................................15
Hình 1.15. Biến dạng bề mặt lát cắt [35] .......................................................................15
Hình 1.16. Khung thuật tốn tạo mơ hình áo ba chiều [49] ..........................................17
Hình 1.17. Ma-nơ-canh và hệ thống đo ba chiều [50]...................................................18
Hình 1.18. Các điểm đo và bề mặt tái tạo tại vùng vừa vặn [50] ..................................18
Hình 1.19. Ví dụ về mẫu quần áo ba chiều [50] ............................................................ 18
Hình 1.20. Mặt sau của váy ba chiều của một đối tượng điển hình [51] ......................18
Hình 1.21. Mặt sau của chiếc váy ba chiều được mặc trên cơ thể [51].........................18
Hình 1.22. Biến dạng của mơ hình cơ thể ba chiều bằng phương pháp biến dạng tự do
[53].................................................................................................................................19
Hình 1.23. Chuyển bề mặt cơ thể ba chiều thành mặt phẳng hai chiều [54].................19

Hình 1.24. Mơ hình bề mặt của nửa thân áo với các điểm và đường nét tương ứng [55]
.......................................................................................................................................19
Hình 1.25. Thiết lập khung dây cơ bản theo các đặc trưng của cơ thể [56]. .................19
Hình 1.26. Phân phối lượng dư vịng ngực [56] ............................................................ 19
Hình 1.27. Quần áo có thể phát triển được bằng cách lắp ráp các vùng tam giác [56] .19
Hình 1.28. Ví dụ cho thuật tốn cắt lưới ba chiều [7] ...................................................20
Hình 1.29. Định nghĩa mẫu thiết kế ba chiều (a) và hai chiều (b) [63] .........................21
Hình 1.30. Khung dây sau cùng của nửa bên phải cơ thể ảo [65] .................................22
Hình 1.31. Mẫu cuối cùng của áo cá nhân [65] ............................................................. 22
Hình 1.32. Quá trình tạo mẫu quần áo tùy chỉnh ba chiều [67] ....................................22
Hình 1.33. Khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo ...26
Hình 1.34. Trực quan hóa lượng dư thiết kế ba chiều [12] ...........................................27
Hình 1.35. Khoảng cách khác nhau giữa cơ thể và quần áo [94] ..................................27
Hình 1.36. Giao điểm của đường pháp tuyến và đường cong của quần áo [98] ...........28
Hình 1.37. Khoảng cách pháp tuyến giữa cơ thể người và quần áo [98] ......................28
Hình 1.38. Tính tốn lượng dư hướng tâm ở vịng eo [98] ...........................................29
Hình 1.39. Lương dư xuyên tâm cho phép ở vòng eo [98] ...........................................29

vii


Hình 1.40. Cách tính kích thước khơng gian theo đường pháp tuyến với bề mặt cơ thể
[58].................................................................................................................................29
Hình 1.41. Tính tốn giá trị lượng dư không gian cổ tay (A), khuỷu tay (B) và bắp tay
(C) [58] ..........................................................................................................................30
Hình 1.42. Mơ tả phương pháp đo khoảng không gian giữa cơ thể người và áo [99] ..30
Hình 1.43. Lương dư thiết kế cho phép [99] .................................................................30
Hình 1.44.Một số phương pháp xác định lượng dư [101] .............................................31
Hình 1.45. Lượng dư cho phép trên các phân đoạn chu vi [101] ..................................32
Hình 1.46. Phân phối lượng dư trên ngưc (BL), eo (WL), hơng (HL) [103] ................32

Hình 1.47. Hình mặt cắt ngang ngực tập trung vào đường may bên sườn [104] ..........33
Hình 1.48. Hình mặt cắt ngang ngực có lượng dư được phân bố cân bằng [104] ........33
Hình 1.49. Hình chiếu của mặt cắt ngang quần áo và cơ thể tương ứng [106] .............34
Hình 1.50. Sơ đồ giao diện hoạt động của chương trình [110] .....................................35
Hình 1.51. Thêm lượng dư vào eo và vai của áo [111] .................................................36
Hình 1.52. Khoảng cách D Text [112] ..........................................................................36
Hình 2.1. Các vị trí nhân trắc trên cơ thể người ............................................................ 39
Hình 2.2. Các nút khâu đánh dấu vị trí nhân trắc trên áo trước khi quét 3 chiều ..........39
Hình 2.3. Các nút khâu đánh dấu nổi gờ thu được sau khi qt 3 chiều .......................39
Hình 2.4. Bóng của mảnh băng dính trắng và dấu “+” đánh dấu vị trí nhân trắc trên bề
mặt cơ thể người ............................................................................................................39
Hình 2.5. Mẫu thân trước và thân sau áo cơ bản được thiết kế bằng phương pháp phủ
vải lên ma-nơ-canh phần thân cơ thể nữ giới ................................................................ 40
Hình 2.6. Lưu đồ xây dựng mơ hình tốn học khoảng cách hướng tâm .......................43
Hình 2.7. Đánh dấu các mốc đo trên ma-nơ-canh .........................................................44
Hình 2.8. Thiết bị quét cầm tay Artec Eva [116] ..........................................................44
Hình 2.9. Các lát cắt chính và phụ.................................................................................46
Hình 2.10. Bề mặt kẻ (a) và nội suy Taylo thẳng (b) [117] ..........................................47
Hình 2.11. Ma-nơ-canh thực .........................................................................................48
Hình 2.12. Đường spline đi qua 10 điểm ......................................................................48
Hình 2.13. Đường spline đi qua 15 điểm ......................................................................48
Hình 2.14. Tạo bề mặt mơ hình ma-nơ-canh phần thân nữ giới ...................................48
Hình 2.15. Chia cắt mơ hình ma-nơ-canh ba chiều thành 72 phần ............................... 49
Hình 2.16. Dạng biểu đồ tương quan từng vùng ........................................................... 50
Hình 2.17. Qui trình xác định phương pháp tái tạo mơ hình cơ thể người ...................50
Hình 2.18.Tư thế đứng của người được quét ba chiều ..................................................52
Hình 2.19. Tạo bề mặt mơ hình áo ................................................................................53
Hình 2.20. Hệ trục tọa độ và gốc tọa độ cho mơ hình ...................................................54
Hình 2.21. Vị trí mặt phẳng thẳng đứng ngang đi qua hai điểm gầm nách...................54
Hình 2.22. Biên dạng khoảng cách từ tâm 3 dich ra sau 50mm so với tâm 1 ...............55

Hình 2.23. Biên dạng khoảng cách từ tâm 1 .................................................................55
Hình 2.24. Biên dạng khoảng cách từ tâm 2 dịch về trước - 30mm so với tâm 1 .........55
Hình 2.25. Chồng biên dạng của các lát cắt có vị trí tâm khác nhau ............................ 55
Hình 2.26. Tâm và biên dạng của mơ hình cơ thể người sau khi cắt ............................ 56
Hình 2.27. Đo khoảng cách hướng tâm đến bề mặt cơ thể người .................................56

viii


Hình 2.28. Vị trí 1 lát cắt ............................................................................................... 57
Hình 2.29. Biên dạng của mơ hình sau khi cắt .............................................................. 57
Hình 2.30. Đo khoảng cách hướng tâm đến mặt trong áo .............................................57
Hình 2.31. Biên dạng bề mặt cơ thể người và biên dạng mặt trong áo .........................57
Hình 2.32. Dạng biểu đồ biểu diễn khoảng không gian theo hướng từ tâm lát cắt tại các
điểm trên từng lát cắt cho 3 áo A1, A2, A3 ...................................................................58
Hình 2.33. Hình dáng biên dạng của 1 trong 17 mẫu cơ thể mặc áo A1 tại vị trí lát cắt
61 ...................................................................................................................................59
Hình 2.34. Hình dáng biên dạng của 1 trong 17 mẫu cơ thể mặc áo A2 tại vị trí lát cắt
61 ...................................................................................................................................59
Hình 2.35. Hình dáng biên dạng của 1 trong 17 mẫu cơ thể mặc áo A3 tại vị trí lát cắt
61 ...................................................................................................................................59
Hình 2.36. Khoảng cách không gian xác định theo hướng đo từ tâm lát cắt 61 ...........59
Hình 2.37. Biểu diễn khoảng khơng gian theo hướng từ tâm lát cắt tại từng điểm cho 3
áo A1, A2, A3 ................................................................................................................60
Hình 2.38. Khoảng khơng gian tại điểm 36 của các lát cắt giữa bề mặt 1 mẫu cơ thể
người khi mặc 3 áo A1, A2, A3 ....................................................................................60
Hình 2.39. Biểu đồ tương quan của vùng điểm - lát cắt ................................................61
Hình 2.40. Biểu đồ tương quan đa biến của vùng điểm - lát cắt ...................................62
Hình 2.41. Biểu đồ thể hiện vùng tiếp xúc của áo với cơ thể người ............................. 64
Hình 2.42. Các dây cung chắn góc 2 độ ........................................................................66

Hình 2.43. Xác định gốc tọa độ cho mơ hình áo ba chiều.............................................68
Hình 2.44. Tạo góc 2 độ xoay quanh tâm lát cắt ........................................................... 68
Hình 2.45. Xác định vị trí lát cắt ...................................................................................69
Hình 2.46. Vẽ đường cong spline đi qua 91 điểm theo thứ tự ......................................69
Hình 2.47. Nhập giá trị khoảng cách đo từ tâm cho từng điểm của đường cong spline
.......................................................................................................................................69
Hình 2.48. Đường cong spline sau khi nhập giá trị của từng điểm ............................... 69
Hình 2.49. Bề mặt nửa bên trái mơ hình áo ba chiều ....................................................70
Hình 2.50. Lấy đối xứng mơ hình áo ba chiều .............................................................. 70
Hình 2.51. Mơ hình áo ba chiều ....................................................................................70
Hình 2.52. Vị trí và tâm các lát cắt ................................................................................71
Hình 2.53. Vẽ đường cong spline ..................................................................................71
Hình 2.54. Xác định giá trị các khoảng cách .................................................................71
Hình 2.55. Mơ hình khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể người và áo .....................72
Hình 2.56. Xác định vị trí dài áo dựa trên mơ hình đã chọn .........................................73
Hình 3.1. Phía trước, phía sau và phía bên cạnh của hình qt.....................................74
Hình 3.2. Phía trước, phía sau và phía bên cạnh của hình quét sau xử lý dữ liệu .........74
Hình 3.3. Kết quả xác định gốc tọa độ ..........................................................................74
Hình 3.4. Các lát cắt ngang chính..................................................................................75
Hình 3.5. Vị trí các lát cắt chính, các mặt phẳng cắt phụ ..............................................75
Hình 3.6. Vị trí các lát cắt chính, phụ ............................................................................75
Hình 3.7. Biên dạng các lát cắt chính ............................................................................75
Hình 3.8. Bề mặt nửa ma-nơ-canh được tạo thành ........................................................76

ix


Hình 3.9. Bề mặt ma-nơ-canh được trích xuất .............................................................. 76
Hình 3.10. Chia cắt dữ liệu quét ba chiều thành 72 phần..............................................76
Hình 3.11. Chia cắt mơ hình ma-nơ-canh ba chiều thành 72 phần ............................... 77

Hình 3.12. Biểu đồ theo vùng dọc .................................................................................82
Hình 3.13. Biểu đồ theo vùng ngang .............................................................................82
Hình 3.14. Biểu đồ biểu diễn độ chênh lệch chiều dài biên dạng lát cắt (72 điểm) ......83
Hình 3.15. Biểu đồ tương quan biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách đo từ tâm đến 90
điểm nằm trên biên dạng của lát cắt ngực 141 .............................................................. 83
Hình 3.16. Biểu đồ tương quan biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách đo từ tâm đến
120 điểm nằm trên biên dạng của lát cắt ngực 141 .......................................................84
Hình 3.17. Biểu đồ tương quan biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách đo từ tâm đến
180 điểm nằm trên biên dạng của lát cắt ngực 141 .......................................................85
Hình 3.18. Mơ hình ma-nơ-canh 180 điểm ...................................................................85
Hình 3.19. Biểu đồ biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách theo vùng dọc (180 điểm) ..86
Hình 3.20. Biểu đồ biểu diễn độ chênh lệch khoảng cách theo vùng ngang (180 điểm)
.......................................................................................................................................86
Hình 3.21. Dữ liệu quét ba chiều cơ thể người khơng mặc áo thu được .......................87
Hình 3.22. Gốc tọa độ được chọn ..................................................................................87
Hình 3.23. Mơ hình áo ba chiều ....................................................................................91
Hình 3.24. Khoảng cách các điểm trên lát cắt 61 của các áo A1, A2, A3 ....................93
Hình 3.25. Khoảng cách điểm 36 trên các lát cắt của các áo A1, A2, A3 ....................93
Hình 3.26. Ma trận vùng điểm - lát cắt cho nửa bên trái khoảng không gian khi mặc áo
.......................................................................................................................................95
Hình 3.27. Biểu đồ tương quan giữa khoảng cách hướng tâm bề mặt cơ thể - áo và vị
trí của các điểm vùng 110 .............................................................................................. 96
Hình 3.28. Biểu đồ tương quan đa biến vùng 110 .........................................................97
Hình 3.29. Các dây cung chắn góc 2 độ ......................................................................108
Hình 3.30. Biểu đồ biểu diễn mức độ quan trọng của S, Cj, Pi qua việc phân bổ hệ số
xác định R2 cho các vùng của áo .................................................................................114
Hình 3.31. Ma trận biểu diễn hệ số xác định R2 của S, Cj, Pi ảnh hưởng nhiều đến sự
biến thiên của Dij trong từng vùng điểm-lát cắt...........................................................115
Hình 3.32. Bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người - mặt trong áo
.....................................................................................................................................116

Hình 3.33. Biểu diễn độ lệch chuẩn của khoảng cách hướng tâm giữa các áo có lượng
dư khác nhau ................................................................................................................117
Hình 3.34. Biểu đồ thể hiện vùng tiếp xúc của áo với cơ thể người ...........................118
Hình 3.35. Xu hướng tiếp xúc của áo với cơ thể người khi thay đổi độ rộng của áo .119
Hình 3.36. Biểu diễn vùng áo ln có xu hướng tiếp xúc với bề mặt cơ thể người....119
Hình 3.37. Biểu đồ tương quan giữa xác suất thực tế và xác suất dự báo xảy ra tiếp xúc
của áo với bề mặt cơ thể người....................................................................................120
Hình 3.38. Khoảng cách hướng tâm và chiều dài biên dạng lát cắt 205 của mơ hình các
áo .................................................................................................................................121
Hình 3.39. Mơ hình khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể người và áo 35 theo hướng
dọc tại điểm có thứ tự 56 .............................................................................................129

x


Hình 3.40. Khoảng khơng gian tại lát cắt ngực (lát 141) ............................................130
Hình 3.41. Khoảng khơng gian tại lát cắt eo (lát 69) ..................................................131
Hình 3.42. Khoảng khơng gian tại lát cắt gấu (lát 1) ..................................................131
Hình 3.43. Khoảng khơng gian ba chiều tại một số lát cắt áo .....................................131
Hình 3.44. Mẫu áo [120] .............................................................................................132
Hình 3.45. Xác định vị trí gấu áo và biên dạng áo dựa trên mơ hình đã chọn ............132
Hình 3.46. Mơ hình áo u cầu ...................................................................................133
Hình 3.47. Vẽ các đường thiết kế trên áo ....................................................................133
Hình 3.48. Chia cắt mơ hình áo theo các đường thiết kế ............................................133
Hình 3.49. Chi tiết thân trước dưới ba chiều ...............................................................134
Hình 3.50. Chi tiết thân trước trên ba chiều ................................................................134
Hình 3.51. Chi tiết thân sau dưới ba chiều ..................................................................134
Hình 3.52. Chi tiết nẹp trước ba chiều ........................................................................134
Hình 3.53. Chi tiết thân sau trên ba chiều ...................................................................134


xi


LỜI MỞ ĐẦU
Ngành cơng nghiệp may đã hình thành từ rất lâu và trong q trình phát triển có
những giai đoạn cịn gặp khó khăn nhưng ngành chưa bao giờ mất đi sức ảnh hưởng vốn
có trên thị trường. Trên thế giới nói chung, ở Việt Nam nói riêng, ngành cơng nghiệp
may ln đóng góp đáng kể cho sự phát triển kinh tế. Khoa học kỹ thuật đã có nhiều
tiến bộ vượt bậc và đã được ứng dụng vào ngành cơng nghệ may góp phần nâng cao
năng suất, chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.
Nhờ có các nghiên cứu và xây dựng phần mềm ba chiều, việc thiết kế quần áo ảo
đã được phát triển nhanh chóng, phù hợp với kích thước cơ thể thực của người mặc mà
không cần sự hiện diện thực tế của người đó và theo đúng kích cỡ quy định của một số
thị trường nhất định. Thiết kế mẫu quần áo ba chiều đã được thực hiện trong một số năm
gần đây, đã giúp quá trình phát triển sản phẩm một cách hiệu quả hơn, rút ngắn thời gian
đưa sản phẩm thời trang ra thị trường, tiết kiệm chi phí trong sản xuất quần áo hiện đại
và thu được nhiều kết quả quan trọng khác. Để phục vụ cho việc thiết kế quần áo ba
chiều trên máy tính, có nhiều nghiên cứu đã đề xuất các phương pháp thiết kế quần áo
trực quan, linh hoạt và đánh giá độ vừa vặn của mẫu thiết kế sao cho phù hợp với hình
dáng của một người cụ thể. Bề mặt quần áo sẽ được bao phủ lên bề mặt mơ hình ba
chiều cơ thể người như khi con người mặc quần áo trong thực tế. Để đảm bảo sự phù
hợp đó, xem xét khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể người và quần áo trong quá trình
thiết kế mẫu ba chiều là cần thiết. Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt
trong của quần áo là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến độ vừa vặn về kích thước
của quần áo. Nghiên cứu khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của
quần áo trong môi trường ba chiều đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, tuy nhiên,
việc nghiên cứu này còn chưa đầy đủ. Các dữ liệu qt thu được, các mơ hình cơ thể
người, mơ hình quần áo được tạo ra cần phải chính xác để đảm bảo quần áo thiết kế tạo
được sự phù hợp với người mặc trong mơi trường thích hợp.
Để góp phần hoàn thiện phương pháp thiết kế trang phục ba chiều, nâng cao chất

lượng thiết kế sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của người mặc, luận án “Nghiên cứu mối
quan hệ về khoảng cách trong không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ
thiết kế ba chiều” đã được thực hiện, từ đó, tìm kiếm, xác định mối liên quan và thiết
lập bộ dữ liệu phục vụ thiết kế trang phục ba chiều.

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN
Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo là một trong những yếu tố quan
trọng ảnh hưởng đáng kể đến độ vừa vặn về kích thước và tính thẩm mỹ của quần áo.
Khoảng khơng gian này giúp cho hoạt động sinh lý cơ bản, trạng thái tâm lý và tư thế
vận động của người mặc được thoải mái tự nhiên. Hơn nữa, khoảng khơng gian này cịn
1


cho phép quần áo đảm bảo độ vừa vặn và sự phù hợp với người mặc trong mơi trường
thích hợp.
Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của quần áo là khơng
đồng đều tại vị trí trên cơ thể người mặc. Khoảng không gian này được tạo ra khi kích
thước của quần áo khác biệt một lượng so với kích thước cơ thể tại vị trí tương ứng và
lượng khác biệt đó được nhiều nhà nghiên cứu gọi là lượng dư ba chiều. Trong thiết kế
mẫu ba chiều, lượng dư chủ yếu được nghiên cứu về các khía cạnh: tính tốn và tối ưu
hóa ước tính lượng dư; phân bố lượng dư để thiết kế các mẫu quần áo ba chiều; nghiên
cứu khoảng cách, mối quan hệ của lượng dư giữa cơ thể và quần áo. Các nội dung này
đã được một số nhà nghiên cứu tiếp cận từ nhiều khía cạnh khác nhau nhưng mới chỉ
nghiên cứu trên số lượng ít mẫu nên kết quả nghiên cứu chưa bao phủ cho số đông; các
nghiên cứu cũng chưa đề cập đầy đủ và chi tiết cho việc tính tốn, mơ phỏng lượng dư
cũng như khoảng khơng gian ba chiều để từ đó có thể giúp tạo ra sản phẩm đáp ứng yêu
cầu của người sử dụng.
Bên cạnh đó, với sự phát triển nhanh chóng của thương mại điện tử, kéo theo sự
gia tăng mạnh mẽ của việc mua quần áo qua mạng, đánh giá độ vừa vặn của việc mặc
thử quần áo ảo là rất quan trọng trong ngành công nghiệp may. Một số nghiên cứu đề

cập đến việc làm vừa vặn quần áo và kiểm tra độ vừa vặn trước khi tạo ra quần áo, nhưng
chưa chỉ ra một cách chi tiết và chưa đầy đủ về độ lớn khoảng không gian giữa bề mặt
cơ thể người và mặt trong của quần áo. Do vậy, các mẫu thiết kế chưa tạo sự hài lòng,
thoải mái cao của người mặc.
Để xác định được khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong của
quần áo, cần phải có các mơ hình mơ phỏng cơ thể người và mơ hình mơ phỏng quần
áo chính xác, từ đó đo lường được các kích thước chính xác, chi tiết và phù hợp để có
được dữ liệu tin cậy phục vụ nghiên cứu. Việc thực hiện đo lường một cách chi tiết
khoảng khơng gian trên các mơ hình cịn rất hạn chế trong các nghiên cứu. Chính vì vậy,
việc có được các kích thước khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong
của quần áo chính xác và tin cậy là rất cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao,
làm cơ sở quan trọng cho việc nghiên cứu mối quan hệ trong không gian giữa cơ thể
người và quần áo.
Kết quả nghiên cứu của luận án “Nghiên cứu mối quan hệ về khoảng cách trong
không gian giữa cơ thể người và trang phục phục vụ thiết kế ba chiều” sẽ góp phần vào
việc xây dựng cơ sở khoa học cho thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm của
khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo, từ đó, ứng dụng vào thiết kế mẫu
trang phục ba chiều.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Xác định mơ hình về khoảng cách trong không gian ba chiều giữa bề mặt cơ thể
người và mặt trong áo, từ đó thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm nhằm góp phần
xây dựng cơ sở dữ liệu khoa học cho việc thiết kế trang phục ba chiều.
2


3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Đối tượng nghiên cứu: Khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo.
Cơ thể người để phục vụ nghiên cứu này là nữ giới được lựa chọn theo tiêu chuẩn
quốc gia TCVN 5782: 2009, nữ giới tự nguyện tham gia.

Áo được chọn cho nghiên cứu được thiết kế và may mẫu thực nghiệm là 3 áo nữ
A1, A2 và A3. Cả 3 áo đều khơng có lá cổ và khơng có phần tay áo. Thiết kế mẫu áo
A1, áo A2 và áo A3 với lượng dư thiết kế nửa vòng ngực tương ứng là 10, 35 và 50 mm
và dựa trên mẫu áo cơ bản được thiết kế bằng phương pháp phủ vải lên ma-nơ-canh
phần thân cơ thể nữ giới cỡ trung bình. Áo được may nẹp có đính cúc và thùa khuyết ở
phía sườn bên phải, có chiết eo và chiết ngực, cổ áo có đáp.
Phạm vi nghiên cứu: Phần thân áo, áo một lớp vải. Đối tượng khoảng không gian giữa
bề mặt cơ thể người và áo được giới hạn nghiên cứu khi cơ thể người ở trạng thái tĩnh
và đứng thẳng.

4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu nói trên, luận án triển khai hai nội dung nghiên
cứu là:
Nội dung 1: Xây dựng mơ hình tốn học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa
bề mặt cơ thể người và mặt trong áo
Nội dung này được tiến hành theo các bước chính:
- Tái tạo mơ hình hình học ba chiều cơ thể người, áo từ dữ liệu quét
- Xây dựng mơ hình tốn học biểu diễn khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ
thể người và mặt trong áo
Nội dung 2: Thiết lập bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người mặt trong áo và ứng dụng thiết kế trang phục ba chiều
Từ các dữ liệu khoảng cách hướng tâm cho áo rộng tùy biến đã tính tốn được, đưa
ra mối quan hệ và thiết lập bộ dữ liệu nhằm tạo cơ sở thiết kế mẫu, thử sửa và đánh giá
trang phục, góp phần hoàn thiện hơn việc thiết kế trang phục ba chiều nói chung, thiết
kế áo nữ ba chiều nói riêng.

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
- Phương pháp hồi cứu tài liệu: Tìm kiếm, phân tích và tổng hợp các tài liệu, cơng
trình khoa học có liên quan đến hệ thống qt ba chiều, mơ hình cơ thể người, mơ hình
quần áo ba chiều, thiết kế trang phục ba chiều … làm cơ sở phục vụ cho nghiên cứu.
- Phương pháp thực nghiệm khoa học: Phương pháp thực nghiệm khoa học được

sử dụng để qt và tái tạo mơ hình ba chiều ma-nơ-canh, cơ thể người và áo; Thực
nghiệm xác định khoảng cách theo hướng từ tâm lát cắt; Mô hình hình học cho áo rộng

3


tùy biến, mơ hình hình học khoảng khơng gian và ứng dụng vào việc thiết kế trang phục
ba chiều.
- Phương pháp thống kê và tính tốn: Dữ liệu để thống kê và tính tốn được thu
thập, phân tích và đánh giá kết quả từ những thực nghiệm mơ hình mơ phỏng ba chiều
và đo các kích thước. Phương pháp thống kê giúp chuyển hóa dữ liệu thơ thành thơng
tin và với kiến thức chuyên ngành, biến thông tin thành tri thức.

6. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN
- Xác định được phương pháp tái tạo mơ hình ba chiều ma-nơ-canh từ dữ liệu qt
và mơ hình có độ chính xác như yêu cầu. Đây là cơ sở khoa học cho việc tái tạo mơ hình
mơ phỏng ba chiều cơ thể người và áo.
- Xác định được mơ hình tốn học khoảng cách đo từ tâm lát cắt đến mặt trong áo
và ước tính tầm quan trọng của từng biến đầu vào ảnh hưởng đến khoảng cách này. Các
mơ hình được kiểm định để đảm bảo tính khả thi trong phạm vi nghiên cứu. Đây là cơ
sở khoa học để thiết lập bộ dữ liệu phục vụ thiết kế trang phục ba chiều.
- Xác định được quy luật của khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và
mặt trong áo tại mỗi điểm trên mơ hình áo khi độ rộng của áo thay đổi. Mơ hình dự báo
vùng áo tiếp xúc với bề mặt cơ thể người để đảm bảo vị trí từng vùng của áo được đặt
đúng tư thế trên mơ hình cơ thể người khi kiểm tra, đánh giá và thử sửa mẫu thiết kế.
Đồng thời, phân bổ được kích thước cho vịng ngực, vịng eo, vịng gấu nhằm đảm bảo
các kích thước này trên mẫu ba chiều và mẫu hai chiều được thống nhất khi thiết kế.
- Áp dụng được mơ hình khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt
trong áo để mô phỏng các áo rộng tùy biến trong phạm vi nghiên cứu; mơ hình mơ phỏng
khoảng khơng gian giữa bề mặt cơ thể người và áo, có thể ứng dụng trong các phần mềm

thương mại thiết kế trang phục ba chiều hiện nay.

7. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
- Mơ hình mơ phỏng ba chiều ma-nơ-canh, cơ thể người và áo đảm bảo đạt được
độ chính xác như yêu cầu, giúp cho việc thiết kế trực tiếp mẫu trang phục mới hoặc thiết
kế theo phương pháp thiết kế mẫu tùy chỉnh được nhanh chóng.
- Mơ hình tốn học khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt trong
áo cho phép người thiết kế xác định được quy luật của khoảng cách hướng tâm khi độ
rộng của áo thay đổi để điều chỉnh vị trí áo trên cơ thể một cách trực quan và vừa vặn
với người mặc. Mơ hình dự báo vùng áo tiếp xúc với bề mặt cơ thể giúp người thiết kế
có được sự điều chỉnh mẫu áo kịp thời, thuận lợi và phù hợp với hình dáng cơ thể người
cụ thể. Việc phân bổ lượng dư của các kích thước hai chiều của chi tiết cũng giúp cho
người thiết kế có được sự gắn kết khi chuyển từ thiết kế mẫu hai chiều sang ba chiều,
cho phép người thiết kế dễ dàng hình dung được độ rộng của áo khi thiết kế mẫu ba
chiều. Mơ hình tốn học này cũng cho phép xác định các tác động của các biến đầu vào
4


thay đổi theo vùng điểm-lát cắt, nhờ đó, khi thiết kế mẫu ba chiều có thể điều chỉnh các
biến này để thay đổi độ rộng của áo nhanh chóng và có hiệu quả.
- Mơ hình mơ phỏng ba chiều cho khoảng không gian giữa bề mặt cơ thể người và
mặt trong áo ba chiều cho phép thiết kế mẫu một cách trực quan và dễ dàng xem xét,
đánh giá độ vừa vặn về kích thước của áo.
- Bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm thiết lập được trong nghiên cứu này sẽ góp
phần xây dựng cơ sở khoa học và có thể ứng dụng vào việc thiết kế trang phục ba chiều
hiện nay, nhằm nâng cao chất lượng thiết kế sản phẩm và đáp ứng nhu cầu của người
mặc.

8. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN
Xây dựng được mơ hình tốn học để xác định khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt

cơ thể người và mặt trong của áo; xác định được mối quan hệ của các biến đầu vào là
lượng dư vịng ngực của áo, vị trí các điểm trên áo với khoảng cách hướng tâm tại các
điểm xem xét; làm cơ sở tin cậy cho việc tạo mơ hình hình học áo rộng tùy biến trong
thiết kế trang phục ba chiều.
Thiết lập được bộ dữ liệu khoảng cách hướng tâm giữa bề mặt cơ thể người và mặt
trong áo trong phạm vi nghiên cứu: cho phép xác định mức độ dịch chuyển của các vị
trí điểm trên áo khi độ rộng của áo thay đổi, cho phép dự báo vùng áo tiếp xúc với bề
mặt cơ thể người, phân bổ được kích thước hai chiều cho áo, mơ hình mơ phỏng khoảng
không gian giữa bề mặt cơ thể người và áo là cơ sở khoa học cho việc thiết kế mẫu áo
một cách trực quan.

9. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN
Luận án gồm 3 chương:
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan
Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

5


CHƯƠNG 1 . NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
1.1 Mơ hình mơ phỏng cơ thể người
Mơ hình hóa cơ thể người cho phép thu thập nhiều thông tin từ dữ liệu quét [1] và
là cơ sở cho các ứng dụng trong ngành may. Việc thiết lập phương pháp xây dựng mơ
hình cơ thể người từ dữ liệu quét ba chiều nhằm tạo ra được mơ hình thể hiện đầy đủ và
chính xác các dữ liệu của bề mặt cơ thể người, từ đó, xác định được các dữ liệu có liên
quan phục vụ cho nghiên cứu.
1.1.1 Khái quát chung về quét ba chiều cơ thể người
Trong quá trình phát triển của ngành cơng nghiệp may, việc hiện thực hóa hệ thống
qt ba chiều cơ thể người và hệ thống CAD cho ngành may, liên tục cải tiến và hoàn

thiện chức năng của các hệ thống đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu. Các
hệ thống này nhằm giới thiệu và áp dụng công nghệ chuyên nghiệp vào thiết kế quần
áo, sản xuất quần áo, phát triển sản xuất quần áo và một số khía cạnh của cơng tác quản
lý [2].
Quét ba chiều là được ứng dụng trong kỹ thuật khơng tiếp xúc đo và nghiên cứu
hình dạng cơ thể người. Dữ liệu thu được bằng máy quét ba chiều là đám mây điểm mô
tả biên dạng bề mặt của đối tượng, mơ hình hóa ba chiều đối tượng trong thực tế trên
máy tính với độ chính xác và chi tiết cao. Nghiên cứu về công nghệ quét ba chiều nhằm
mục đích tìm kiếm, lựa chọn thiết bị qt ba chiều phù hợp với cơ thể người, quần áo
và thu được dữ liệu qt chính xác, đầy đủ.
Các cơng nghệ quét ba chiều cơ thể người phục vụ ngành may
Các cơng nghệ cho việc số hóa cơ thể người được thương mại hóa trên thị trường
có thể chia thành 4 nhóm:
Qt bằng laser: Cơng nghệ qt bằng laser bao gồm việc sử dụng laser để chiếu
lên cơ thể người một hoặc nhiều sọc mỏng và sắc nét [3] và chỉ sử dụng laser an toàn
cho mắt.
Quét bằng ánh sáng trắng: Công nghệ quét bằng ánh sáng trắng được sử dụng rộng
rãi để đo cơ thể người. Thiết bị quét bao gồm một máy chiếu ánh sáng trắng đơn và một
máy ảnh đơn, ánh sáng được chiếu lên cơ thể người có dạng sọc [3].
Các phương pháp thụ động: chủ yếu được áp dụng cho phép đo cơ thể người là
phương pháp đa hình ảnh, hình bao hình ảnh và phân tích bóng.
Cơng nghệ dựa trên các cảm biến hoạt động khác: radar sóng milimet, máy ảnh
TOF ba chiều hoặc cảm biến cảm ứng.
Thiết bị quét ba chiều cơ thể người
Để có được dữ liệu ba chiều và số hóa cơ thể người cần có thiết bị quét phù hợp
với mục đích này. Từ khi ra đời, các hệ thống phục vụ việc số hóa cơ thể người ngày
càng được hồn thiện, biểu diễn hoạt động của con người như thật và các hệ thống quét
6



ngày càng hiệu quả, mạnh mẽ, nhanh hơn và chi phí ít hơn. Hiện nay, trên thị trường có
nhiều loại thiết bị quét ba chiều, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, lựa chọn thiết bị phù
hợp với đối tượng qt, có giá thành hợp lý, độ chính xác cao, tốc độ quét nhanh...
Xử lý dữ liệu quét ba chiều
Sử dụng máy quét ba chiều để quét một phần hoặc tồn bộ tạo hình cơ thể người.
Trong q trình qt, máy quét ba chiều sẽ thu thập thông tin tọa độ của các điểm tham
chiếu để định vị dữ liệu qt trong khơng gian 3 chiều. Từ đó, phần mềm xử lý dữ liệu
quét ba chiều tiến hành ghép nối các vùng dữ liệu quét thu thập được, cho phép điều
chỉnh, sửa lỗi, xử lý về ánh sáng, màu sắc, xử lý rung, nhiễu gây ra do sự rung động cơ
thể trong khi quét để tạo thành dữ liệu ba chiều hồn chỉnh của mẫu qt một cách nhanh
chóng. Đáp ứng yêu cầu về chất lượng của dữ liệu ba chiều cho các công đoạn tiếp theo.
Một số phần mềm xử lý dữ liệu quét thông dụng hiện nay: Rapidform, Geomagic
Wrap, Geomagic Essentials, Blender…
Nhận xét:
Quét ba chiều có một số lợi thế là nhanh chóng và có độ chính xác cao. Sử dụng
quét ba chiều, không cần kiến thức chuyên mơn để có được các phép đo. Điều làm cho
việc quét ba chiều được chú ý nhiều là phương pháp khơng tiếp xúc, tăng độ chính xác
và rút ngắn thời gian thu thập dữ liệu, giảm chi phí nguồn nhân lực và thời gian.
Công nghệ quét ba chiều cơ thể người có nhiều tiến bộ và rất hữu ích trong ngành
cơng nghiệp may, tuy nhiên, để có thể thu được dữ liệu quét chính xác, máy quét cần
phải đáp ứng một số yêu cầu thực tế khi quét như sự dịch chuyển, sự thở, mắt người
được quét; sự tiện nghi trong quá trình quét: tư thế khi quét, thời gian và mơi trường
qt; cơng nghệ qt phải an tồn cho mắt; bảo vệ dữ liệu cá nhân; các vấn đề về tâm
lý, cách hiển thị dữ liệu, giá thành và xác định các vùng khuất (nách, cằm ...).
Mặc dù còn có các thiếu sót của mỗi hệ thống quét ba chiều cơ thể người, nhưng
độ chính xác dữ liệu của chúng là đủ để thiết bị quét ba chiều có thể được coi là thích
hợp để thu thập dữ liệu nhân trắc học phục vụ thiết kế quần áo.
1.1.2 Dữ liệu cơ thể người ba chiều
1.1.2.1 Một số khái niệm
Mốc nhân trắc [4] được định vị bởi các điểm giải phẫu và được nhóm theo vị trí

của chúng trên cơ thể nhằm đẩy nhanh tốc độ đo cơ thể. Các mốc đo được định nghĩa
và phương pháp đo được tiêu chuẩn hóa đảm bảo độ tin cậy. Các thuật ngữ và phương
pháp đo lường cơ thể [5] được chia thành bốn nhóm: tầm vóc, chiều dài, chiều rộng cơ
thể và chu vi.
Khi trích xuất các mốc nhân trắc, cần đảm bảo trích xuất được các điểm tham chiếu
cho quy trình đo thủ công, các điểm đặc trưng để đo cơ thể người ba chiều, để tái tạo
hình dạng cơ thể và để phát triển thuật toán đo lường tự động.
Trong q trình qt ba chiều, hình dạng và kích thước của cơ thể con người bị
ảnh hưởng bởi tư thế được áp dụng để thực hiện các hoạt động khác nhau. Việc xác định
7


những thay đổi nhân trắc học liên quan đến các tư thế làm việc khác nhau là rất quan
trọng. Chính vỡ vy, Sara Braganỗa v cng s [6] ó xỏc định và định lượng những thay
đổi của cơ thể xảy ra với mỗi tư thế được áp dụng nhằm tăng độ chính xác cho dữ liệu
thu nhận.
Theo I Dabolina và cộng sự [7], nhân trắc học là phương pháp nghiên cứu tổng thể
các đặc điểm hình thái (Phụ lục 1) mà quy trình đo có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác
nhau: các công cụ và thiết bị đo đã chọn, ảnh hưởng của tư thế cơ thể người và những
thay đổi của chúng. Phân tích hình thái của cơ thể người [8] để từ đó thiết kế quần áo
phải được tiến hành bởi kiến thức về cơ thể người, với các đặc điểm và tỷ lệ đặc trưng
của nó liên quan đến giới tính. Ba mặt phẳng chính được sử dụng trong nhân trắc học
phân chia cơ thể người, hình 1.1 theo cách sau:
- Mặt phẳng sagittal xy phân tách cơ thể đối xứng thành hai phần (nửa phải và nửa
trái) thông qua cột sống cổ và giữa xương ức.
- Mặt phẳng vv phía trước phân chia cơ thể theo trục dọc vng góc với mặt phẳng
xy và chia cơ thể thành mặt trước và mặt sau.
- Mặt phẳng TT nằm ngang, đi qua thắt lưng theo chiều ngang và vng góc với mặt
phẳng xy và vv.
Mặt phẳng nhận dạng cơ thể người gồm hai phần trên và dưới. Các giao điểm của

các mặt phẳng này giúp xác định ba trục của hệ tọa độ Descartes của cơ thể người bao
gồm: Trục dọc được tạo bởi giao điểm của các mặt phẳng vv và xy, trục ngang được tạo
bởi giao điểm của các mặt phẳng vv và TT, trục sagittal được tạo bởi giao điểm của các
mặt phẳng xy và TT.

Hình 1.1. Các mặt phẳng chính của cơ thể người [8]

Mơ hình đặc tính cơ thể người
Khi nghiên cứu về cơ thể người, J. Fan và cộng sự [5] đã nghiên cứu và phân tích các
số liệu của ba nữ giới và nhận thấy rằng mặc dù các kích thước vịng ngực, eo và hơng của
ba người có thể giống nhau, nhưng hình dạng của họ khá khác nhau và u cầu quần áo
cũng phải có hình dạng khác nhau để đạt được độ vừa vặn. Tư thế cơ thể người khi mặc
quần áo cũng ảnh hưởng đến độ vừa vặn của quần áo. Tư thế có thể làm rút ngắn khoảng
cách từ phía sau cổ đến xương bả vai và kéo dài khoảng cách từ gốc cổ đến đỉnh của
ngực...và khi cơ thể già đi, eo và đường vòng bụng lớn hơn, cột sống bị cong và ngắn đi.
8


Chính vì vậy, để đảm bảo độ vừa vặn của quần áo với cơ thể người mặc cần phải có
được kích thước, hình dạng và tư thế của người mặc để thuận lợi cho việc thiết kế quần
áo. Theo Yong-Jin Liu và cộng sự [9], để định nghĩa hình học mơ hình cơ thể người cần
dùng các đặc trưng ngữ nghĩa để thuận tiện cho việc thiết kế quần áo trên mơ hình. Trong
nghiên cứu này, hai bộ tham số cỡ được sử dụng để biểu diễn đặc trưng cho cơ thể là
chiều cao hi định rõ một bộ các mặt phẳng cắt song song với một mặt phẳng cơ bản trong
mơ hình khơng gian và chu vi gi được đo trên mỗi mặt phẳng cắt giao với cơ thể người
để dẫn tới một thông số tự nhiên của mô hình, hình 1.2.

Hình 1.2. Mơ hình cơ thể người và các đặc trưng ngữ nghĩa phân đoạn [9]

1.1.2.2 Phương pháp xây dựng mơ hình cơ thể người ba chiều

Mơ hình hóa cơ thể người cho phép thu thập nhiều thơng tin từ dữ liệu quét và là cơ
sở cho các ứng dụng trong ngành may như phát triển ma-nơ-canh, làm biến dạng cơ thể
người, thiết kế quần áo tùy chỉnh. Một mơ hình cơ thể hồn chỉnh có chất lượng cao và
chính xác là điều cần thiết. Để có được mơ hình cơ thể người thể hiện đầy đủ và chính
xác các dữ liệu thu nhận được của bề mặt cơ thể người, nhiều nhà nghiên cứu đã đề xuất
các phương pháp mơ hình khác nhau để đạt được mục đích này. Theo Jun Zhang [10],
việc mơ hình cơ thể người thường đi theo các hướng: bề mặt ẩn (Phụ lục 1), các đường cong
và bề mặt B-spline (Phụ lục 1).
a. Phương pháp tạo bề mặt ẩn
Bề mặt ẩn đã được sử dụng trong thiết kế và hình ảnh động của các đối tượng ba
chiều vì chúng có một số lợi thế hữu ích so với các bề mặt tham số truyền thống. Sử
dụng bề mặt ẩn để tạo ra mơ hình ba chiều trơn mượt và có thể biến dạng mơ hình.
Bề mặt ẩn C là sử dụng phương trình F(x,y,z) nào đó với các điều kiện được định
nghĩa để biểu diễn bề mặt. Một điểm trong không gian (x,y,z) thoả mãn phương trình
F(x,y,z) = 0 thì sẽ nằm trên bề mặt ẩn C đó, ngược lại điểm (x,y,z) sẽ nằm ngoài bề mặt
ẩn C [11].
Velho và cộng sự [11] đã xác định dạng tốn học của các hình dạng bề mặt bằng
phương pháp tạo bề mặt ẩn và các ứng dụng của nó để mơ hình hóa hình học, trực quan
hóa và hoạt hình. Bằng phương pháp cục bộ, nghiên cứu kết hợp kỹ thuật bề mặt ẩn và
kỹ thuật spline, I.Douros và cộng sự [12] đã tạo được mơ hình từ bề mặt hỗn hợp, nhiều
phân khúc, nhưng mịn và kín, cho phép tái tạo bề mặt vật lý của mơ hình. Việc sử dụng
một số mặt B-spline nhỏ tốt hơn đáng kể so với việc bọc một bề mặt lớn xung quanh đối
9


tượng. Với phương pháp ngoại suy hình dạng, Stefanie và cộng sự [13] cũng đã tạo được
mơ hình cơ thể người thỏa mãn các điều kiện đo.
Các thuật toán của hầu hết các phương pháp mơ hình hiện có là nhiều và phức tạp,
chúng chủ yếu được phân thành ba loại theo đặc tính quang học, hình học và cấu trúc
liên kết của cơ thể người [14].

b. Phương pháp mô hình mặt cong tham số
Các mơ hình hình học trong không gian ba chiều được sử dụng rộng rãi trong đồ
họa máy tính [15], đóng vai trị quan trọng trong ngành công nghiệp may và thiết kế thời
trang. Trong các mơ hình hình học ba chiều dùng để biểu diễn bề mặt của đối tượng trên
máy tính, mơ hình mặt cong tham số đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu để áp dụng
cho việc mơ hình cơ thể người cần được tạo theo các tham số kích cỡ khác nhau.
Với phương pháp tạo bề mặt từ đường cong, có thể dùng thuật toán để tạo bề mặt
từ đường cong và kết hợp với thuật toán đường cong từ điểm hiện có để tạo bề mặt từ
điểm. Tập hợp các đường cong B-spline và sử dụng chúng để tạo bề mặt nhanh chóng.
Shih-Wen Hsiao và cộng sự [16] đề xuất phương pháp tái tạo bề mặt của ma-nơ-canh
ba chiều dựa trên các đường cong đặc trưng. Từ dữ liệu quét ma-nơ-canh, hình dạng của
tồn bộ ma-nơ-canh ba chiều được tái tạo bằng các đường cong B-spline. Tính liên tục
giữa các bề mặt đã kết nối được điều chỉnh bằng các phương pháp điều chỉnh vectơ tiếp
tuyến dựa trên năng lượng tối thiểu cần thiết để cải thiện chất lượng của các bề mặt.
Với phương pháp phân đoạn cơ thể người để tạo bề mặt, Mustafa Kasap và cộng
sự [17] đã tạo mơ hình cơ thể người cho các ứng dụng thời gian thực. Dựa trên một mơ
hình mẫu, các kích thước cơ thể khác nhau được tạo ra theo các tiêu chuẩn đo lường
nhân trắc học. Các tiêu chuẩn này được sử dụng để phân đoạn mơ hình cơ thể thành các
vùng có thể bị biến dạng bởi tham số đo tương ứng. Các điểm nhân trắc và các đường
nhân trắc dùng để mô tả và biểu diễn bề mặt phía ngồi trơn mịn phức tạp của cơ thể
người [18]. Các phương pháp ước tính các giá trị tham số phân đoạn cơ thể người gồm
các phương pháp tiếp cận dựa trên các mơ hình hình học của cơ thể người, các phương
pháp phát hiện hình dạng tự động, phân đoạn và tính tốn kích thước nhân trắc học [19].
Để phân chia cơ thể người, Charlie C.L Wang và cộng sự [20] đã sử dụng phương pháp
tự động định vị ba điểm đặc trưng chính tại hai bên gầm nách và điểm đũng quần để
phân chia toàn bộ cơ thể người thành sáu phần với cấu trúc liên kết cố định: đầu, thân
chính, tay trái, tay phải, chân trái và chân phải, hình 1.3.

Hình 1.3. Ba điểm đặc trưng chính và sáu phần ngữ nghĩa [20]
10



Bằng phương pháp thiết kế tham số, Sungmin [21] đã phân tích tự động hình dạng bề
mặt cơ thể người và chia hình dạng bề mặt phức tạp của các cơ thể người khác nhau
được nhất quán, giảm thời gian phân tích hình dạng bề mặt của dữ liệu qt cơ thể ba
chiều. Với phương pháp sử dụng mơ hình chung được phân đoạn và các điểm được sắp
xếp theo từng lát, Thibault và cộng sự [22] đã điều chỉnh kích thước của từng chi trên
cơ thể và làm vừa vặn với từng lát trên dữ liệu. Dựa vào việc phân đoạn hình bóng,
phương pháp Shape-from-Silhouette (SfS) (Phụ lục 1) cho phép tái tạo ba chiều các phân
đoạn cơ thể một cách riêng biệt nhằm tái tạo lại các đối tượng năng động và khó chụp
[23], mang lại kết quả ước lượng hình dạng cơ thể người tốt hơn, đặc biệt là ở những
vùng lõm.
Từ các thông số ngữ nghĩa, có thể tạo hình dạng cơ thể người ba chiều. Chih-Hsing
Chu và cộng sự [24] đã sử dụng phương pháp dựa trên kiểu mẫu để tái tạo cơ thể người
có cùng một cấu trúc liên kết (kết nối lưới), tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động thiết
kế dạng tự do của các sản phẩm lấy cơ thể người làm trung tâm. Cũng từ các tham số
nhân trắc học tuyến tính, Bon và cộng sự [25] đã sử dụng phương pháp mơ hình hóa
tham số các hình dạng cơ thể người ba chiều với các giai đoạn: xây dựng dữ liệu cơ sở
đào tạo hình dáng cơ thể người, phân tích tĩnh hình dáng cơ thể người và xây dựng mơ
hình cơ thể.
Mơ hình cơ thể người cũng có thể được tạo ra bằng cách sử dụng phương pháp lát
cắt kiểm soát và thuật toán điều khiển (Phụ lục 1) [5]. Mơ hình ba chiều cơ thể người được
chia phần thân từ cổ đến đùi thành nhiều lát cắt nằm ngang và song song với nhau, hình
1.4 và được đo bằng thước trượt. Mỗi hình dạng mặt cắt được chia nhỏ và bán kính thu
được bằng phân tích hình ảnh.

Hình 1.4 . Các lát cắt cơ bản và lát cắt ngực [5]

Peng Sixiang và các cộng sự [26] cũng đã tạo mơ hình ba chiều cơ thể người bằng
phương pháp sử dụng thuật toán điều khiển và lát cắt ngang kiểm soát lấy từ khảo sát

nhân trắc học. Từ dữ liệu cơ thể người quét được, xác định các điểm nhân trắc theo tiêu
chuẩn ISO: 8559, 14 lát cắt ngang dựa trên các điểm nhân trắc và các kích thước thường
dùng để đo kích thước quần áo, hình 1.5. Với mỗi lát cắt, thiết lập các điểm điều khiển
nhằm kiểm sốt và quyết định hình dạng của đường cong lát cắt, từ đó tạo thành tập hợp
hình dạng mơ hình cơ thể.
11


Hình 1.5. Hình dáng ma-nơ-canh tham số được kiểm sốt bởi các lát cắt ngang [26]

Các đường cong đặc tính mơ hình ma-nơ-canh tĩnh cũng có thể được điều chỉnh động
[27], từ đó bề mặt mơ hình ma-nơ-canh được tái tạo theo yêu cầu cụ thể của người dùng
để tạo ra mơ hình ma-nơ-canh ba chiều thực tế phù hợp với nhu cầu ứng dụng của quần
áo may hàng loạt.
Mô hình cơ thể người phù hợp với kích thước của quần áo có thể được tạo ra bằng
phương pháp biến dạng hình dạng cơ thể [28]. Từ dữ liệu quét ba chiều, các mặt phẳng
cơ thể giải phẫu và trục tọa độ được xác định, hình 1.6. Đo khoảng cách từ điểm gốc
đến đường viền theo các hướng y, + z và −z cho mỗi mặt cắt ngang của áo và cơ thể,
hình 1.7. Sau đó, biến dạng cơ thể bằng cách thay đổi các khoảng cách có được trên mỗi
mặt cắt ngang để tạo ra mơ hình cơ thể phù hợp với kích thước áo mong muốn.

Hình 1.6. Các mặt phẳng cơ thể giải phẫu
[28]

Hình 1.7. Đo khoảng cách [28]

Sybille và cộng sự [29] đã phát triển ma-nơ-canh nữ ảo có hình dạng thay đổi, cho phép
thu nhỏ hoặc phóng to kích thước và hình dạng cơ thể. Bằng phương pháp định vị các
mặt phẳng cắt và các điểm đặc trưng trên cơ thể để xác định các đường kích thước cơ
thể: đường kính ngực, đường cong eo hoặc chiều dài đo. Các đường cong tiếp theo được

xác định để cho phép sắp xếp chính xác hình dạng cơ thể. Các bề mặt spline được tính
tốn cho cơ thể gầy, bình thường và béo, hình 1.8 và 1.9.

12