Содержание к диссертации
Введение
1 Направления развития и совершенствования инженерного проектирования женской одежды 15
1.1 Анализ современных технологий проектирования объемно- пространственных форм моделей одежды в САПР 15
1.2 Анализ методов инженерного проектирования объемно- пространственных форм моделей одежды 19
1.2.1 Анализ способов представления формы при инженерном проектировании моделей одежды 20
1.2.2 Анализ методов художественного и технического проектирования формы моделей одежды 23
1.2.3 Анализ особенностей проектирования конструктивных разверток формы моделей одежды 28
1.3 Анализ способов описания моделей одежды для проектирования соответствующих объемно-пространственных форм изделий 31
1.3.1 Способы описания внешнего вида формы моделей одежды 32
1.3.2 Способы описания объемно-пространственной структуры формы моделей одежды 34
1.3.3 Способы описания пластики поверхности формы моделей одежды 36
Выводы 39
2 Разработка принципов проектирования внешнего образа индивидуальных потребителей и компонентов исходной информации на основе визуализации виртуальной системы «человек-одежда» 41
2.1 Определение основных позиций анализа исходной информации при проектировании внешнего образа индивидуальных потребителей 48
2.1.1 Анализ процесса визуального восприятия образа объектов 50
2.1.2 Анализ структуры визуального образа человека 56
2.2 Формирование состава компонентов, определяющих внешний образ потребителей 59
2.2.1 Анализ описания особенностей внешнего облика индивидуальных потребителей для проектирования моделей одежды 60
2.2.2 Структурирование характеристик внешнего облика человека 65
2.2.3 Структурирование признаков внешнего вида моделей одежды 69
2.3 Проектирование гармоничного внешнего образа потребителей на основе виртуальной системы «человек-одежда» 74
2.3.1 Определение системы организации данных визуального образа для индивидуальных особенностей внешнего облика потребителей 74
2.3.2 Определение взаимосвязи между художественно-конструктивными признаками внешнего вида моделей одежды и характеристиками внешнего облика человека 77
2.4 Разработка системы оценки качества внешнего образа в системе «человек-одежда» на основе визуализации проектного изображения 82
2.4.1 Разработка показателей - критериев оценки качества проектируемых образов 89
Выводы 91
3 Исследование и разработка принципов адекватного проектирования объемно-пространственных форм моделей одежды 94
3.1 Разработка способа формализованного представления объемно-пространственных форм (ОПФ) моделей одежды 96
3.1.1 Формализация описания ОПФ моделей одежды 96
3.2 Разработка классификации ОПФ моделей одежды и элементов их представления 104
3.2.1 Формализация ОПФ по способу формообразования 104
3.2.2 Формализация объемной структуры и пространственного положения формы 109
3.2.3 Формализация пластики поверхности ОПФ 114
3.3 Исследование особенностей формообразования одежды в соответствии с конструктивным решением моделей и свойствами материалов 119
3.3.1 Методика эксперимента 119
3.3.2 Параметрическая характеристика ОПФ моделей одежды 123
3.3.3 Особенности разработки деталей конструктивных разверток для обеспечения адекватной ОПФ моделей одежды 127
3.3.4 Обоснование выбора материалов для адекватной организации ОПФ моделей одежды 133
3.4 Исследование взаимосвязи визуальных параметров ОПФ моделей одежды с конструктивными параметрами деталей разверток с учетом влияния свойств материалов 142
3.4.1 Исследование визуальных параметров ОПФ моделей одежды 143
3.4.2 Изучение воздействия конструктивных параметров деталей разверток на видоизменение ОПФ моделей одежды 149
3.4.3 Изучение взаимосвязи пластики поверхности ОПФ моделей одежды со свойствами материалов 164
Выводы 168
4 Разработка методики автоматизированного процесса проектирования моделей одежды с учетом внешнего облика потребителей 170
4.1 Разработка экспертной системы (ЭС) проектирования гармоничного внешнего образа потребителей 175
4.1.1 Характеристика экспертных систем 175
4.1.2 Структура и особенности построения ЭС 176
4.1.3 Создание структуры базы данных ЭС проектирования внешнего образа индивидуальных потребителей 178
4.1.4 Строение и функции ЭС проектирования внешнего образа индивидуальных потребителей 184
4.2 Разработка автоматизированного способа модификации деталей конструктивных разверток объемно-пространственных форм моделей одежды в соответствии с принципами тектоники 195
4.2.1 Определение принципов модификаций деталей конструктивных разверток на основе методов проектирования ОПФ моделей одежды 195
4.2.2 Разработка программы проектирования модификаций деталей конструктивных разверток ОПФ моделей одежды 206
4.2.3 Структура и функции программы расчета величин модификаций и конструктивных параметров деталей разверток ОПФ моделей одежды 208
4.3 3D проектирование ОПФ одежды на основе использования БД визуальных параметров в соответствии с тектоникой моделей 210
4.4 Апробация результатов работы 219
4.5 Расчет экономической эффективности 221
Выводы 223
Общие выводы по работе 226
Список литературы
- Анализ методов инженерного проектирования объемно- пространственных форм моделей одежды
- Анализ процесса визуального восприятия образа объектов 50
- Формализация описания ОПФ моделей одежды
- Создание структуры базы данных ЭС проектирования внешнего образа индивидуальных потребителей
Введение к работе
Актуальность темы. С переходом современного общества к новым экономическим отношениям, ориентированным на свободный рынок, произошли значительные изменения в социально-экономических условиях функционирования и перспективах развития предприятий швейной промышленности. В период насыщения рынка сбыта одеждой значительно возрастают потребительские требования к ее качеству, что предопределяет необходимость повышения уровня конкурентоспособности изделий на внутреннем и мировом рынке [1,2].
В соответствии с постоянно растущими потребительскими требованиями к одежде и качеству ее изготовления, стремлением к созданию гармоничного индивидуального внешнего образа, возникает необходимость в развитии адресной направленности современного производства одежды: разработке и внедрении новых технологий проектирования, ориентированных на максимальное удовлетворение требований индивидуальных потребителей [2,3,4].
Адресный подход к традиционному процессу проектирования одежды позволяет повысить сбыт продукции, обеспечить большую стабильность производства и конкурентоспособность предприятия [5-7].
Необходимым условием повышения удовлетворенности потребителей качеством одежды является всесторонний учет объективной и точной информации для создания их целостного гармоничного внешнего образа. Разработка общей методологии процесса адресного проектирования одежды, на базе метода визуализации системы «человек-одежда», позволяет обеспечить персонифицированный подход к созданию внешнего образа потребителей, максимально учитывая их внешний облик [8]. Однако недостаток в наличии конкретной информации для проектирования модельных конструкций одежды в соответствии с особенностями визуального восприятия внешнего образа индивидуальных потребителей, проявляется в недооценке первоначального художественного прообраза модели, из-за чего происходит несоответствие готового изделия желаемому замыслу.
Отсутствие объективных методов создания целостного гармоничного внешнего образа потребителей, а также способов научно обоснованного сбора исходных данных, в процессе анализа разрабатываемой проектировщиком формы модели одежды, приводит к неадекватному отображению эскиза модели при его воплощении в изделии [9].
Разработка конструкции сложной объемно-пространственной формы модели одежды, соответствующей первоначальному художественному замыслу, не представляется возможной из-за отсутствия информации, полноценно отображающей объемно-пространственную конфигурацию формы в развертках деталей и образование пластики ее поверхности относительно фигуры человека
[9].
В настоящее время, разработка внешнего образа потребителей, с
использованием визуализации изображения в системах автоматизированного проектирования (САПР), ограничивается субъективным подбором композиционно-конструктивных решений внешнего вида модели изделия для формирования эскиза модели в двухмерном (2D) или трехмерном (3D) изображении [10-16]. В современных исследованиях, посвященных объективизации работ на творческих этапах проектирования: созданию научных основ гармоничной и композиционно-целостной одежды [17] и разработке методов формирования показателей качества одежды до разработки проектно-конструкторской документации [18], недостаточно изучены вопросы, обеспечивающие персонификацию требований индивидуальных потребителей. Для снижения субъективности в развитии адресно-направленного подхода к потребителям, необходима разработка методов, позволяющих на всех этапах процесса проектирования одежды объективно учитывать влияние большого числа факторов, отражающих особенности внешнего облика индивидуальных потребителей.
Субъективный подход и высокая трудоемкость разработки целостного гармоничного внешнего образа с учетом многообразия особенностей внешнего облика индивидуальных потребителей (особенностей внешней формы фигур и данных внешности) является проблемой адресного процесса проектирования,
ориентированного на высокий уровень качества проектируемых моделей одежды. Для решения указанной проблемы необходимо установление закономерностей создания визуального образа системы «человек-одежда» на стадии эскизного проектирования и возможности ее виртуального представления в САПР.
Для адекватного проектирования конструктивных разверток деталей объемно-пространственных форм (ОПФ) моделей одежды, соответствующих визуальному прообразу (с позиции тектоники формы), необходимо получение объективной информации о их внешнем виде. Осуществление адекватного метода воспроизведения форм изделий на основе современных 2D и 3D технологий в САПР, посредством создания виртуального прототипа ОПФ одежды, предопределяет потребность в интерпретации информации и разработке способа формализации для описания ОПФ моделей.
Наиболее перспективным направлением разработки адекватного метода проектирования конструктивных разверток ОПФ изделий является определение закономерностей формообразования с учетом образуемой пластики поверхности, что обеспечит получение совокупности достаточных данных об особенностях пространственной организации объемной формы. Создание методов на основе аналитического описания ОПФ проектируемого изделия позволит выполнять разработку соответствующих конструктивных разверток деталей одежды для моделей сложных ОПФ.
Внедрение объективных методов и технологий проектирования на творческих этапах автоматизированного процесса разработки моделей одежды позволит повысить эффективность всего процесса адресного проектирования и качество изделий, соответствующих внешнему облику индивидуальных потребителей.
Цель работы. Целью данной диссертационной работы является разработка объективных методов автоматизированного проектирования внешнего образа индивидуальных потребителей для получения адекватных (с позиции тектоники формы) конструктивных разверток деталей ОПФ моделей одежды.
Для достижения поставленной цели в работе решены основные задачи:
исследование и анализ современных технологий проектирования и принципов создания внешнего образа потребителей, с учетом особенностей зрительного восприятия объектов и явлений, для совершенствования методов инженерного (художественного и технического) проектирования объемно-пространственных форм (ОПФ) моделей одежды;
разработка концептуальной схемы формирования гармоничного внешнего образа индивидуальных потребителей (на основе визуализации системы «человек-одежда») и объективных методов его адресного автоматизированного проектирования (АП);
структурирование компонентов, формирующих внешний образ потребителей: характеристик, определяющих внешний облик человека и признаков, определяющих внешний вид моделей одежды;
установление взаимосвязи между характеристиками внешнего облика человека и художественно-конструктивными признаками (ХКП) внешнего вида моделей одежды (на основе проведения экспертного опроса специалистов) для создания базы знаний (БЗ) экспертной системы, позволяющей объективно осуществлять выбор предпочтительных модельных особенностей изделий;
разработка системы оценки качества проектируемых изделий, на основе их визуального представления, позволяющей прогнозировать показатели качества моделей одежды с учетом внешнего облика человека на стадии эскизного проектирования;
разработка способа формализованного описания внешнего вида моделей одежды с учетом пластики поверхности объемной структуры формы, а также ее пространственной ориентации относительно поверхности фигуры человека;
выявление качественной и количественной взаимосвязи визуальных параметров модели одежды с параметрами модификации для получения разверток модельных конструкций (МК), адекватных требуемой форме, и создания информационной базы для проектирования моделей одежды сложных ОПФ с учетом свойств используемых материалов;
установление закономерностей модифицирования деталей базовой конструкции (БК) в развертки МК, на основе формализации параметров внешнего вида модели и внутренней структуры сложной ОПФ, а также с учетом образования пластики поверхности, обусловленной тектоникой одежды (отражающей объективную взаимосвязь формы, конструкции и материала);
разработка баз данных (БД) и программы специализированной ЭС выбора предпочтительных модельных особенностей одежды для создания гармоничного внешнего образа индивидуальных потребителей с максимальным учетом особенностей их внешнего облика;
разработка методики адресного автоматизированного проектирования (АП) моделей одежды сложных ОПФ и программных модулей для реализации наиболее трудно формализуемых процедур процесса.
Объект исследования. В качестве объекта исследований выбран процесс формообразования сложных моделей женских платьев, так как создание ОПФ изделий и проектирование адекватных конструктивных разверток деталей является мало изученным и трудно формализуемым процессом конструктивного моделирования одежды.
Методы исследования. Исследования основаны на: использовании логического и системно-структурного анализа объекта проектирования; классификации, кодирования и программирования; законах зрительных иллюзий и зрительного восприятия объектов и явлений; экспертной оценки; статистических методах обработки результатов эксперимента; методах визуализации изображения; методах конструирования и конструктивного моделирования одежды; математического и геометрического моделирования объектов компьютерной среды; теории построения баз данных и знаний, экспертных систем; а также теоретических и практических достижениях в области проектирования одежды.
В работе использованы программные продукты операционной среды Windows ХР, Microsoft Word, Microsoft Excel, СУБД Microsoft Access, универсальная графическая система проектирования AutoCAD, графическая система трехмерного моделирования 3D Studio Мах.
Научная новизна работы состоит в:
создании принципов формирования гармоничного внешнего образа человека, на основе получения эффективной, научно-обоснованной информации о правилах построения визуального образа (с учетом особенностей зрительного восприятия), для проектирования моделей одежды на индивидуальных потребителей;
разработке базы знаний ЭС для создания гармоничных моделей одежды на основе установленных объективных закономерностей выбора предпочтительных ХКП внешнего вида изделий с учетом особенностей внешнего облика индивидуальных потребителей;
разработке системы оценки качества формируемого внешнего образа человека на основе визуализации проектного изображения в виде системы «человек-одежда», позволяющей прогнозировать качество, в том числе на стадии эскизного проектирования;
формализации исходной информации о сложной ОПФ моделей, как об объекте проектирования, и разработке классификации ОПФ с описанием пластических свойств поверхности, в соответствии с особенностями организации формы одежды относительно фигуры человека;
установлении численных значений параметров, описывающих конфигурацию и пластику поверхности ОПФ изделий, и определении величин их изменения в зависимости от изменения деталей конструкции и использования тканей с различными характеристиками свойств;
установлении взаимосвязи между параметрами, описывающими ОПФ изделий, и выбором конструктивных способов формообразования, в зависимости от свойств тканей, для обеспечения адекватности проектирования конструктивных разверток ОПФ моделей одежды;
разработке методики автоматизированного процесса проектирования конструктивных разверток ОПФ моделей одежды в соответствии с индивидуальными особенностями внешнего облика потребителей.
Практическая значимость работы заключается в:
создании баз данных и программы ЭС выбора предпочтительных моделей одежды для формирования гармоничного внешнего образа человека, позволяющей повысить удовлетворенность потребителей и качество изделий за счет обеспечения более полного соответствия внешнего вида моделей одежды индивидуальным особенностям внешнего облика потребителей;
разработке способа формализованного представления и параметризация ОПФ моделей одежды для установления закономерностей в выборе конструктивных способов формообразования и схем модификации конструктивных разверток в соответствии с тектоникой ОПФ;
разработке исходной информации и классификаций для автоматизированного проектирования конструктивных разверток моделей одежды сложных ОПФ в соответствии с описанием конфигурации и пластики их поверхности;
структурировании и формализации основных функций конструктивного моделирования одежды, а также разработка схем модификации при проектировании конструктивных разверток ОПФ изделий для автоматизации расчета сложных преобразований при разработке новых моделей;
разработке информационного приложения в виде программных модулей для: автоматизированного расчета параметров модификации разверток деталей изделий для наиболее часто выполняемых комплексов преобразований по основным функциям конструктивного моделирования одежды и графической виртуальной модели системы «человек-одежда», позволяющей представить ОПФ изделия в соответствии с разработанным способом формализованного описания, при создании новых моделей.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на 53-й научно-технической конференции МГУДТ «Молодые ученые XXI веку» в 2002г., продемонстрированы на Всероссийской выставке достижений швейной промышленности во Всесоюзном Выставочном Центре в 2003г.
Материалы исследований и разработок внедрены в учебно-методических работах МГУДТ и используются в учебном процессе на кафедре «Технология швейных изделий», при проведении лабораторных работ по курсу «Проблемы и методы проектирования изделий из тканей», а также при выполнении задач курсового и дипломного проектирования.
Результаты работы апробированы в производственных условиях на предприятиях, проектирующих и производящих изделия с использованием современных САПР одежды: ЗАО «Комбинат ПБУ №1» (торговая марка «KRISTY»), Ф.Г.У.П.К.Б.У.ЧД под управлением Президента РФ.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в семи печатных работах.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 279 листах печатного текста, содержит 46 иллюстрации, 14 таблиц. Библиография включает 132 наименования. Приложения представлены на 40 страницах.
Анализ методов инженерного проектирования объемно- пространственных форм моделей одежды
С позиции системного подхода, форму изделия представляют системой, объединяющей компоненты ее описания, необходимые для проектирований изделия на различных этапах [21-24,41,42].
При художественном проектировании моделей одежды создание прообраза формы согласуют с возможностями композиционной организации, особенностями формообразования и принципами гармонизации [43-50].
При техническом проектировании моделей одежды учитывают соответствие формы типу внешнего облика и размерным признакам фигуры человека, возможностям технического исполнения и технологического воплощения в том или ином материале [52-65].
Все компоненты описания формы в единстве отображают особенности организации ОПФ изделия и влияют на процесс ее создания.
Проектирование моделей одежды на начальных этапах связано с формированием представления об ОПФ и созданием прототипа, отображающего внешний вид готового изделия. На стадии технического задания первичное представление формы выступает как объект проектирования и включает анализ признаков, содержащих информацию о свойствах готового изделия. При этом идентичность материальной технически-воплощенной формы изделия проявляется не через отношение подобия художественному эскизу, а требует соответствующего механизма интерпретации.
Переход от плоскостного представления первоначального прообраза к созданию адекватного ему виртуального прототипа ОПФ изделия осуществляется в САПР при помощи формализации объекта проектирования через описание его свойств. Установление свойств объекта посредством выделения признаков этих свойств происходит с определенных позиций подачи прототипа (плоскостного или объемного представления, с использованием методов 2D или 3D проектирования), что в комплексе составляет необходимые компоненты описания для создания формы.
Признакам формы определенных компонентов описания (внешнего вида и объемно-пространственной структуры) соответствуют определенные виды параметров. При этом параметры признаков формы в итоге определяют ее свойства. Все итоговые свойства связаны между собой и заключены в одной форме.
Описание формы может быть произведено с разных позиций, иметь различную степень сложности аналитического разбора, различное число информативных признаков внешнего вида формы проектируемого объекта. Описание будет зависеть от применяемого подхода и метода исследования объекта проектирования, а также от способа задания информации об объекте проектирования. Например, описание силуэта формы, как основного признака ее внешнего вида, выражается плоскостной визуальной характеристикой. Описание конфигурации формы в объемно-пространственном представлении, содержащее информацию о пространственных абрисах формы через обобщение ее проекционных видов, заключает в себе информацию о силуэте. Оба описания содержат сведения об одном объекте с одних и тех же позиций его анализа, как описание характера кривизны системы линий формы. Только одно из них привязано к плоскости и проекции на плоскость отображения, а другое содержит синтез совокупности таких же изображений в пространственном аспекте.
Параметры признаков формы, свойственные определенным компонентам ее описания и необходимые на различных этапах проектирования, часто формализованы с позиции применения определенных методов проектирования на этих этапах и не располагают связью между собой. Связь между необходимыми компонентами описания формы изделия в процессе перехода от одного этапа к другому не содержит в комплексе все требуемые для учета параметры признаков, влияющие на конечный результат. Параметризация силуэта происходит либо через его визуальную геометрическую характеристику, либо информативную характеристику степени прилегания поверхности формы к поверхности фигуры на определенных участках, выраженную разностью значений формы изделия в объеме и соответствующего размерного признака фигуры в сантиметрах, и в обоих случаях предоставляет информацию, содержащую относительные величины направления или изгиба линий абриса формы [37,38,55-63]. Такая трактовка связана с первоначальным представлением формы в виде эскиза и, в связи с возможностями зрительного восприятия, обусловлена ограничениями в интерпретации.
Описание объемно-пространственной конфигурации формы производится через параметры ее диаметров или радиусов кривизны поверхности или пространственные зазоры, характеризующие степень прилегания изделия к фигуре в определенных точках и на определенных уровнях, что значительно дополняет плоскостное описание [36,37,57,60].
Задание исходных данных о форме модели в виде параметров характерно как для традиционного процесса проектирования, так и для проектирования одежды в САПР. Изложенный подход к описанию формы изделия реализован в современных САПР одежды, где проектирование конструктивных разверток деталей осуществляют на основе задания параметров внешнего вида формы, представленного в 2D и 3D формате, или методом развертывания заданной поверхности формы.
Однако, фактическая связь между значениями параметров плоскостного и объемно-пространственного вида моделей одежды для объектов сложной формы на физическом уровне не установлена. На практике, если заданы значения параметров внешнего вида формы моделей одежды, то значения параметров объемно-пространственного вида приходится определять эмпирически методом подбора, и проверять макетированием. Дополнительным малоизученным фактором являются свойства используемых материалов, влияющие на значения параметров формообразования. Сочетание методов 2D и 3D проектирования без учета свойств материалов в полной мере не гарантирует точного определения итоговых свойств формы. Для получения конструктивной развертки соответствующей конкретной ОПФ модели одежды приходится анализировать сложный комплекс параметров формы, что представляет собой достаточно трудоемкий процесс.
Анализ процесса визуального восприятия образа объектов 50
Структура участков контура объекта, соотнесенных в единой системе его трехмерных свойств, позволяет воссоздать визуальный образ его ОПФ [81]. Поэтому, применительно к процессу проектирования одежды, на основе анализа внешнего вида прообраза модели одежды можно прейти к формализации информации о свойствах ОПФ.
Восприятие визуального образа объекта происходит в соответствии с компонентами зрительной информации, воссоздающими в единой структуре его отображение, выделенными на основе ранее проведенного анализа (см. пп. 2.1.1.1) и показанными на рисунке 2.2.
Определенный визуальный образ объекта, складывающийся в соответствии со схемой физиологического процесса восприятия, формируется на основе значений структурных компонентов зрительной информации при их взаимодействии. Систе
На первоначальной стадии анализа объекта, целесообразным является выделение наиболее отличных по своей сути определенных свойств объекта. Отличительными чертами визуального образа какого-либо объекта являются совокупность определенного количества информативных точек (ИТ), их пространственное расположение и характер кривизны соединяющих их линий, в целом образующих полный контур и воссоздающих размер формы [44], а также световые значения его поверхности.
Изменение формы и свойств объекта и восприятие этого изменения связано с возможностями зрения и так называемым, интервалом зрительного (часто, эстетического) безразличия [37], промежутка, в пределах которого разница величины изменения остается физически зримо не ощутимой. Величина интервала эстетического безразличия прямо пропорциональна величине объекта. Поэтому, в случае бесконечного большого числа возможных вариантов изменения объекта в определенных пределах существующих его форм, целесообразно выделять визуально наиболее ощутимые варианты признаков и характеристик, описывающих его свойства. Как правило, эти варианты соответствуют граничным значениям предела изменения формы объекта и средним промежуточным значениям между ними, или нескольким промежуточным значениям.
Совокупность всех возможных видов признаков и характеристик можно подразделить на системы. Система признаков (характеристик) подчинена задаче, решаемой проектировщиком, и сложности объекта. Структуризация совокупности модельных особенностей одежды, с позиции отражения ХКП внешнего вида, зависит не только от разнообразия композиционно-конструктивных решений, разновидностей и размеров конструктивно-декоративных элементов одежды, но, прежде всего, от визуально воспринимаемых вариантов каждого признака в системе: по форме, величине, пропорциям, цветосветовому тону.
Визуализация изображения в САПР, как особая форма графического отображения информации об объекте проектирования, имеет определенное целевое назначение. Изображение отражает оптические и геометрические признаки ОПФ объекта с той или иной степенью подобия, при этом характеристики изображения зависят от условий процессов формирования, передачи и регистрации изображения [80,81]. Решение той или иной задачи зависит от качества визуализации информации, т.е. от точности передачи информативных признаков объектов. В процессе проектирования новых моделей одежды необходимо использовать визуализацию наиболее информативных признаков объекта и их оценку с позиции возможности последующего использования.
Применительно к каждой конкретной задаче и типу изображений требуется разработка конкретных моделей зрительного восприятия, адекватно учитывающих психологические механизмы, лежащие в основе восприятия.
В силу особенностей физиологии, процесс восприятия является динамичным, движимым, постоянно возобновляющимся познанием. Глаз не может видеть момента остановленного времени, не имеет фиксированной стадии восприятия, поэтому у человека складывается образное представление о движущемся объекте [82].
Наиболее приоритетными, по сравнению с традиционным графическим воссозданием прототипа или представлением изготовленного образца изделия, как объекта проектирования, при оценке образа являются методы визуализации, использующие технологии фотоизображения [34]. Преимуществом фотоснимка является обеспечение статичности момента и цельность изображения (матрица)
[82], в результате чего предмет отображается абсолютно адекватной копией. Фотография способна фиксировать явления и физическую реальность, которая не воспринимается человеческим глазом. Преемственность фотоизображения предопределена тем, что возникающие на сетчатке глаза изображение двумерно. При восприятии глаз, благодаря накопленному опыту (памяти), подсознательно дает истинные размеры, компенсируя двухмерность. Поэтому при визуализации изображения целесообразно использование фотографических методов.
Для получения объективной информации проектирования внешнего образа индивидуальных потребителей необходимо установление правил его формирования, основанных на анализе обобщенных принципов воздействия визуально воспринимаемой информации.
Формализация описания ОПФ моделей одежды
Для обоснования результата проектирования, обеспечения соответствия внешнего вида изделия индивидуальному внешнему облику человека, с позиции конструктивной и композиционной целостности визуальных (зрительных) образов, а также структурной логики их построения, существует необходимость разработки системы оценки качества проектируемого образа в целом, а также образца модели одежды в частности.
При отсутствии критериев выбора предпочтительных композиционно-конструктивных решений моделей одежды с учетом внешнего облика индивидуального потребителя, значительно затруднен процесс формирования его гармоничного внешнего образа. Поэтому создание системы оценки качества послужит аппаратом для обоснованного принятия решения по выбору подходящей модели одежды, а также для оценки качества модели одежды для индивидуального заказчика, с позиции визуализации проектного изображения, представленного в виде виртуальной модели «человек-одежда», на стадии эскизного проектирования.
Определение закономерностей построения гармоничного визуального образа состоит не только в правилах построения композиции, но и во всесторонней оценке ее построения, а также в выявлении показателей оценки качества проектируемого внешнего образа. Показатели оценки качества, с позиции возможности визуального восприятия внешнего образа, должны быть применимы как для оценки изображения, так и реального оригинала.
Для оценки готовых изделий разработано множество систем показателей качества моделей одежды [17,18,42,53,51,58,75,87]. Одежда, обычно, рассматривается в целом, как предмет потребления и продукт промышленного производства. Для оценки проектируемой модели до разработки проектно-конструкторской документации на изделие в работе [18] предложено использовать иерархическую схему показателей качества одежды из работы [53], применив ее для художественно-конструктивного и адаптационного анализа проектируемой или инженерно заданной системы «человек-одежда» и дополнив ее рядом показателей качества.
Наиболее основополагающая, комплексная система оценки качества изделия [53] представляет собой многоуровневую иерархическую структурную схему показателей, определяющих качество одежды, строящуюся по принципу: от общего - к частному. Степень комплексности и обобщенности показателей от высшего к последнему уровню уменьшается, а количество их, наоборот, возрастает.
Качество одежды на высшем уровне представляет собой целостную систему, совокупность свойств, которые могут быть количественно измерены, а уровень качества оценен одним комплексным показателем Ко. Показатели последнего уровня можно измерить инструментально или определить визуально с использованием эвристических методов экспертных оценок [53].
На первом уровне иерархии система подразделяется на две подсистемы показателей, определяющих потребительский и технико-экономический уровни качества одежды. Показатели каждой подсистемы зависят от классовых, групповых и единичных показателей тех свойств, которые лежат на более низких уровнях иерархии.
Отличительной особенностью разработанной системы показателей качества, представленной на рисунке 2.5, является визуальная оценка качества модели одежды и визуального образа потребителя, с позиции его гармонизации [12,74].
В изделии определенная информация закодирована языком средств и приемов композиции. Она гармонично воплощается в материальных признаках формы и структуры формы изделия. Специфика оценки изделия с позиции визуализации внешнего образа основана на совокупном восприятии всей визуально-доступной информации об объекте, заключенной в признаках формы модели одежды, являющейся ее носителем. В акте чувственного интегративного восприятия и осмысления в контексте определенных ситуаций и предметной среды, происходит сопоставление оцениваемого объекта с общезначимыми идеалами эстетической ценности (определенными культурными образами -носителями идеала) [66].
На высшем уровне качество проектируемого визуального образа изделия оценивается так же одним комплексным показателем.
Потребительские свойства вещи и ее технические характеристики взаимосвязаны [75], заключены в признаках одной формы. Технико-экономические показатели качества одежды определяют степень технического совершенства конструкции, методы проектирования и технологии одежды с учетом затрат на ее производство и эксплуатацию, и прямо не влияют на восприятие внешнего вида модели одежды, поэтому их учет актуален на стадии планирования производства изделий.
Потребительский уровень качества является основополагающим при проектировании внешнего образа конкретного потребителя, и поэтому структурная схема показателей, определяющих качество визуального образа, представляет собой иерархию потребительских требований к изделию.
Среди пяти классов показателей (социальные, функциональные, эстетические, эргономические, эксплуатационные), характеризующих потребительский уровень качества одежды [53], визуальная оценка не позволяет
выявить признаки социальной принадлежности индивида и общественной значимости изделия, а также эксплуатационные качества изделия. Эти показатели не являются свойствами проектируемого изделия и облика с точки зрения визуализации проектируемого образа.
Исходя из соответствия внешнему облику конкретного потребителя, потребительский уровень качества с позиции визуальной оценки изделия может быть представлен тремя классами показателей, которые определяют непосредственную общественную и индивидуальную ценность изделия для человека-потребителя: функциональными, эстетическими, эргономическими группами показателей.
В свою очередь, потребительские требования включают в себя как требования к соответствию внешнего облика нормам гармонизации, так и к соответствию самого изделия определенному уровню качества. Поэтому среди групп показателей выделен комплекс групп, определяющих соответствие изделия внешнему облику потребителя, которые на рисунке тонированы; остальные группы в целом определяют требования к внешнему виду изделия.
Функциональные показатели определяют степень соответствия одежды основной целевой функции, внешнему облику и определены психофизиологическими особенностями личности потребителя. Соответствие одежды основной целевой функции заключено в ее практической ценности, зависящей от условий употребления, конкретной жизненной ситуации. В связи со значительными различиями во внешнем облике и психологическом складе людей разного возраста, различных размерных и полнотных групп, одежду одного и того же назначения необходимо проектировать с учетом всех присущих этим типологическим группам особенностей. К функциональным показателям на третьем уровне иерархической структурной схемы отнесены две группы показателей, характеризующие:
Создание структуры базы данных ЭС проектирования внешнего образа индивидуальных потребителей
Формирование внешнего образа индивидуального потребителя, в соответствии с максимальным учетом особенностей внешнего облика человека, представляет собой аналитически сложную задачу выбора предпочтительных художественно-конструктивных признаков (ХКП) из множества вариантов композиционно-конструктивного решения модели одежды для создания наиболее выигрышной комбинации, при наличии ограничений, характеризующих облик конкретного заказчика. Поэтому целесообразно профессиональные задачи формирования гармоничного внешнего образа решать с использованием ЭС.
Для оперативного выявления данных, отвечающих за соответствие внешнего вида формы и конструкции одежды внешнему облику человека, с позиции композиционной целостности построения визуального образа, возникает необходимость формирования экспертной системы. ЭС, обладая знаниями квалифицированных специалистов, позволит принимать объективное решение по выбору подходящей модели.
Принципиальная организация систем искусственного интеллекта (ИИ), оперирующих информацией на основе баз данных, состоит в обеспечении совместного функционирования следующих компонент: инфологической модели, даталогической модели, логической структуры БД, физической модели, в соответствии с их назначением.
Инфологическая модель содержит описание предметной области, составленное без ориентации на используемые технические средства.
В основу предметной области - формирования внешнего образа индивидуальных потребителей - положена модель системы «среда-человек-изделие», позволяющая с позиции визуального восприятия образа, представить процесс его создания посредством взаимодействия главных компонент, с учетом базовых факторов, определяемых внешним обликом человека и модифицируемых факторов, определяемых внешним видом модели одежды в условиях САПР [74,120].
Инфологическая модель является исходной для построения даталогической модели БД, отражающей логические взаимосвязи между элементами данных внешнего образа безотносительно их фактического содержания и физической организации.
Анализ возможностей восприятия визуального образа, проведенный ранее (см.п.2), позволил выявить основные проектные позиции и принципы задания данных, составляющих внешний образ потребителя. Анализ двух систем данных: формирующих внешний образ человека (характеристик строения и телосложения фигуры и внешности человека), а также признаков внешнего вида моделей одежды, - позволяет сформировать комплексную структуру данных.
При выявлении ограничений целостности структуры данных ЭС, данные, представляющие всю совокупность информации о визуальном образе человека, разделены по выполняемой ими функции на исходные данные и оперируемые данные.
К исходным данным отнесены характеристики, непосредственно составляющие внешность и внешнюю форму фигуры человека, как базовые элементы при проектировании.
К оперируемым данным отнесены признаки, составляющие внешний вид модели одежды в целом, и отражающие его отличительные модельные особенности. Они представлены в виде структуры мобильных и модифицируемых элементов при формировании визуального образа в процессе проектирования.
Обоснование выбора данных (характеристик и признаков), охватывающих основные варианты структуры внешнего образа, и их описание произведено с позиции формирования визуального образа индивидуальных потребителей и последующей возможности применения информации при визуализации изображения.
Структура БД содержит: полный перечень индивидуальных характеристик внешности, включая описание антропоморфологических особенностей внешней формы тела человека; объективно-полный набор художественно-конструктивных признаков, характеризующих внешний вид моделей одежды.
При разработке базы знаний (БЗ) проектирования визуального образа модели «человек-одежда», в структуру ЭС заложены установленные на основе экспертного опроса взаимосвязи между вышеперечисленными признаками. Обеспечение связи между признаками внешнего вида моделей одежды индивидуальным характеристикам внешнего облика человека осуществлено на
основе выявленного соответствия между компонентами внешнего образа с использованием экспертного опроса высококвалифицированных специалистов в области «художественного и конструктивного проектирования швейных изделий». Для эффективной (оперативной) работы с данными, установленные взаимосвязи конкретизированы и приведены к (характерной для реляционных БД) структурной схеме, образующей определенные отношения между данными. Установленные отношения обусловливают вид модельных элементов изделия (силуэт стана и рукава, покрой стана и рукава, длина стана и рукава, вырез горловины, застежка, воротник и т.д.), необходимых для подбора в зависимости от рассматриваемых составляющих внешнего облика человека (фигуры, рук, ног, лица и шеи, цветотипа) в целом, а также соответствие единичных вариантов решения ХКП внешнего вида одежды (силуэт стана: прямой, полуприлегающий, прилегающий, и т.д.; силуэт рукава: прямой, полуприлегающий, прилегающий и т.д.) единичным вариантам характеристик внешнего облика потребителей (рост: низкий, средний, высокий; комплекция фигуры: худая, средняя, полная и т.д.). Данные связи введены в БЗ в качестве правил построения внешнего образа человека, с возможностью руководствоваться этими правилами при его формировании с использованием ЭС.
