CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1. Kỹ thuật đo cơ thể người Từ thế kỷ thứ 15, Leonardo da Vinci đã bị mê hoặc bởi cái nhìn tổng thể về cơ thể con người. Đó chính là ý tưởng, là tiền đề cho những nghiên cứu sau này của nhân loại về hình ảnh 3D cơ thể con người. Vào khoảng những năm 1880, các nhà nhân chủng học đã sử dụng thước dây và compa để đo cơ thể người.
Sau đó, nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đã nỗ lực tìm ra các phương pháp đo đáng tin cậy hơn và hình ảnh 3D của cơ thể người đã được đo với những phương pháp kỹ thuật khác nhau. Nhìn ở góc độ địa lý, ta có thể thấy sự phát triển đó rất đa dạng ở các quốc gia, các châu lục khác nhau trên thế giới. * Ở châu Á: U Nhật Bản là quốc gia đầu tiên phát triển dụng cụ đo lường khác với những dụng cụ đo truyền thống để chụp hình ảnh 2D và 3D cơ thể con người. Việc nghiên cứu và phát triển của máy quét 3D ở Nhật Bản đã cho thấy quá trình chuyển đổi công nghệ từng bước một, từ đường thẳng đến 2D rồi 3D, từ có tiếp xúc trực tiếp với cơ thể đo đến không tiếp xúc, từ chụp ảnh đến quay phim đến tia hồng ngoại rồi laze.
Trước tiên phải kể đến máy đo trượt, đây là bước nhảy vọt lớn từ đo bằng thước dây sang dụng cụ đo đường cong 2D cơ thể người. Máy sử dụng một chuỗi các thanh nhôm có chiều dài bằng 5mm. Nó được đẩy nhẹ nhàng từ 2 phía về bề mặt cơ thể người, theo đó tại mỗi đầu thanh nhôm sẽ vẽ ra được đường cong cơ thể người trên giấy. Trên cơ sở đó người ta tính toán được các số đo cơ thể và vị trí từng phần cơ thể.
Tuy nhiên máy đo trượt không được phổ biến rộng rãi sau này vì sự cồng kềnh và các thủ tục vụng về của nó. Phạm Thị Thắm 13 Khóa 2009 – 2011 Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt may Hình 1. (a) Máy trượt ngang, (b) Máy trượt dọc. Nguồn:[11] Để đạt được sự liên tục của hình dáng 3D cơ thể người, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một phương pháp đúc trực tiếp bằng Algin hoặc thạch cao.
Người ta dùng bàn chải quét chất liệu lỏng lên bề mặt da của đối tượng nghiên cứu, sau đó để khô rồi bóc vỏ đó ra khỏi bề mặt cơ thể. Từ cái vỏ vừa bóc ra đó cho biết các thông tin về hình dáng cơ thể 3D, vì nó chính là bản sao của cơ thể đối tượng nguyên cứu. Đây là phương pháp trực tiếp lấy số đo cơ thể nhưng nó quá đắt để sử dụng. Đến năm 1984, Wacoal đã phát triển việc đo và phân tích dữ liệu trên đường viền cơ thể thông qua một dụng cụ đo không tiếp xúc - “chiếu bóng”.
Một hình bóng được phát triển thành một bức ảnh 2D đường viền cơ thể trên nền của lưới tiêu chuẩn. Hệ thống này gồm có một cái phòng kín với một bức tường lưới lớn, một chuỗi ống huỳnh quang ánh sáng và một máy ảnh tự động. Việc sử lý dữ liệu bằng máy tính được phân tích trên đường viền cơ thể từ hình bóng thu được. Năm 1980, Fujinon đã sản xuất ra máy quét ảnh dạng sóng (moiré camera) và nó đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu quần áo.
Do những ưu điểm về kích thước, trọng lượng và khả năng di động nên máy quét ảnh của Fujinon đã trở nên phổ biến vào những năm 1990. Nó chủ yếu được sử dụng để chiếu sự biến dạng xương sống của học sinh. Tuy nhiên, với công nghệ kỹ thuật số hạn chế, máy quét ảnh dạng sóng luôn gây tiếng ồn. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã chuyển sự chú ý cho công nghệ hồng ngoại và laze.
Năm 1990, Hamamatsu và Conusette là hai công ty lớn bán máy quét Phạm Thị Thắm 14 Khóa 2009 – 2011 Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt may cơ thể hồng ngoại ra thị trường. Sản phẩm Conusette được thiết kế đặc biệt cho việc sản suất hàng may mặc phụ nữ nên chỉ quét và phân tích phần thân trên cơ thể. Hiện nay, công nghệ laze đã trở thành xu hướng quan trọng cho chức năng quét cơ thể 3D. Vào năm 1990, Voxelan được sản xuất bởi công ty kỹ thuật Hamano.
Đó là một seri máy quét laze đo đầu, nửa cơ thể và cả cơ thể. Trong năm 2001, một dạng thiết bị đo lường không tiếp xúc 3D, có tên là Cubic, đang được nghiên cứu trong một dự án liên kết giữa đại học Công nghiệp và đại học Phụ nữ Bunka, Nhật Bản. Thiết bị này sử dụng ánh sáng halogen và mất một giây để đo cơ thể, với độ chính xác từ 1- 3mm. Phần mềm được cung cấp theo nhu cầu do đó kiểu dệt và màu sắc cũng có thể được biểu lộ.
Kế thừa những thành tựu khoa học của Nhật Bản, cùng với những phát minh, những hướng nghiên cứu riêng, Trung Quốc là quốc gia thứ 2 ở châu Á cũng có những thành tựu khoa học đáng kể trong lĩnh vực đo cơ thể ba chiều. Tại Hồng Kông, năm 1998, các trường đại học Khoa học và Công nghệ, bằng cách sử dụng máy ảnh kỹ thuật số để xác định các thông số đặc trưng của cơ thể người từ đó xây dựng một thế hệ ma-nơ-canh ba chiều ảo trên máy tính để thiết kế may mặc. Ngoài ra, các tác giả tại trường đại học Bách Khoa Hồng Kông cũng được cấp bằng sáng chế cho máy quét cơ thể CubiCam vì giá thành thấp và nhỏ gọn, dựa trên công nghệ máy quét ảnh của Nhật Bản. Tại Đài Loan, Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp (ITRI) đã phát triển một máy quét cầm tay 3D Gemini bằng cách sử dụng công nghệ quang điện tử.
Một chùm tia laser được chiếu để đo kích thước bề mặt của cơ thể. Gemini được thiết kế chủ yếu dùng trong y tế, nhưng hiện tại ITRI cũng đã xây dựng một cơ sở dữ liệu liên quan đến Ngân hàng cơ thể người Đài Loan và cung cấp thông tin cho các nhà sản xuất hàng may mặc. * Ở châu Âu: U U Anh là quốc gia nghiên cứu và phát triển hệ thống đo cơ thể 3D khá sớm. Năm 1987, máy quét hình bóng nhân trắc Loughborough (LASS) đã được cấp bằng sáng chế.
Năm 1996, Hãng Dệt may Quốc phòng Anh (DCTA) ở Colchester đã hợp Phạm Thị Thắm 15 Khóa 2009 – 2011 Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt may tác với các nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Quốc gia tại Glasgow, Scotland để đưa ra một hệ thống đo lường 3D gần như tự động. Trong khi đó, tại Pháp (năm 1995), Telmat Industrie phát triển hệ thống đo lường cơ thể tự động SYMCAD. Nó được chế tạo nhằm cải thiện trang phục cho phù hợp với cơ thể của Hải quân Pháp. Gần đây, phiên bản 3D mới được sử dụng trong ngành công nghiệp may mặc.
Nó có thể chụp hình 3D của khách hàng ngay lập tức, và tự động đo lường, tính toán chính xác. Đại học Nottingham Trent đã sử dụng SYMCAD trong phân tích kích thước và hình dạng của con người cho các mục đích sản xuất quần áo kể từ cuối những năm 1990 *Ở Mỹ: U U Đầu năm 1964, mô hình nam giới đầu tiên đã được thiết kế bằng cách sử dụng các phép đo nhân trắc là một kỹ thuật không gian ba chiều đơn giản. Vietorisz sử dụng một nguồn ánh sáng và bố trí một máy dò ảnh để đo bóng của một người. Vào cuối những năm 1970, hệ thống sử dụng tia laser được phát triển.
Năm 1977 Clerget, Germain và Kryze là những người đầu tiên khơi mào cho việc đo bằng một chùm quét laser. Đến năm 1985, David và Lloyd Addleman phát triển hệ thống quét chùm tia laser, cái mà trên thị trường hiện nay gọi là Cyberware. Máy quét cơ thể đầu tiên được công bố vào năm 1987 với việc số hóa bề mặt và đo lường cơ thể con người. Xu hướng này bắt đầu vào giữa những năm 1980 cho đầu, mặt, các bộ phận khác của cơ thể (tay, chân và thân mình) và gần đây đã phát triển thành hình ảnh toàn thân.
Trong tháng 5 năm 1995, Cyberware công bố sự ra đời của máy quét 3D đầu tiên lấy được những hình dạng và màu sắc của toàn bộ cơ thể con người. Nó được sử dụng chủ yếu là để đo lường trong việc xác định độ vừa vặn của trang phục không quân Mỹ và các nghiên cứu nhân trắc và các phòng thí nghiệm Thiết kế, với hơn 30 đối tác công nghiệp vào năm 2002 Năm 1998, TC2 máy quét cơ thể 3D thương mại đầu tiên của họ dùng cho P P cho ngành công nghiệp quần áo. Ngay sau khi thông báo, bốn hệ thống được chuyển giao cho Levi Strauss, Hải quân Mỹ, Đại học Quốc gia North Carolina và Công nghệ Clarity Fit. Năm 2001, việc phục vụ cho đo tại cửa hàng quần áo đầu tiên đã được đưa ra tại Brooks Brother ở New York.
Do được sự ủng hộ đó, TC2 đã được lựa chọn bởi trường Đại học Donghua ở Trung Quốc và các cuộc khảo sát kích thước một số quốc gia, chẳng hạn như “Kích thước Anh” dự án trong năm 2000, “Size MX” ở Mexico vào năm 2004. Phạm Thị Thắm 16 Khóa 2009 – 2011 Luận văn cao học Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt may Như vậy có thể nói, thiết bị quét cơ thể 3D ra đời tạo nên một cuộc cách mạng trong nghiên cứu nhân trắc cơ thể con người trên phạm vi toàn thế giới. Nguyên lý chung của thiết bị là sử dụng sóng radio, ánh sáng trắng hoặc laze thế hệ 1 để quét cơ thể người đo, sau máy sẽ tạo ra một hình ảnh cơ thể 3D với tỉ lệ thực chỉ trong vài phút. Hình dáng và kích thước đo cơ thể 1.
Các số đo nhân trắc Hình dáng bên ngoài và các kích thước cơ thể được xác định bằng kích thước khung xương và mấu chuyển của xương, sự phát triển của bắp thịt cũng như sự phát triển của các cơ quan chức năng trong cơ thể và sự phân bố của mỡ. Việc nhận dạng và phân tích sự đo đạc các kích thước cơ thể người nhằm tìm hiểu những quy luật phát triển hình thái người thông qua môn khoa học “Nhân trắc học“ Nhân trắc đã xuất hiện từ rất lâu, từ khi con người biết đo chiều cao hay cân nặng của mình. Nhưng đến đầu thế kỷ 20, cùng với sự phát triển của các môn khoa học khác thì nhân trắc mới thực sự trở thành môn khoa học với đầy đủ ý nghĩa của nó.