基于模糊算法的服裝款式風(fēng)格數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

張 穎

(蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院,江蘇 蘇州 215021)

服裝是一門綜合藝術(shù),款式、面料和色彩既是服裝設(shè)計(jì)的三大構(gòu)成要素,也是影響服裝整體風(fēng)格的關(guān)鍵特征。其中,款式即式樣,是服裝的形狀要素[1],是最能體現(xiàn)服裝風(fēng)格的靈活性和多樣性的要素之一。

服裝風(fēng)格是一個(gè)極為抽象的概念,具有顯著的模糊性和不準(zhǔn)確性。在傳統(tǒng)服裝設(shè)計(jì)過程中,風(fēng)格往往受到設(shè)計(jì)師的感覺、設(shè)計(jì)能力、專業(yè)素養(yǎng)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)等多方面因素的影響,從而呈現(xiàn)出不同的表達(dá)方式。目前,建立服裝風(fēng)格量化標(biāo)準(zhǔn),成為服裝智能設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。黃俊敏等[2]以男士襯衫為例,利用語意差異法建立數(shù)學(xué)模型并預(yù)測(cè)出男士襯衫的感性評(píng)價(jià);李司琪[3]以女士衛(wèi)衣品類為例,利用問卷調(diào)研的數(shù)據(jù)建立衛(wèi)衣模塊與服裝風(fēng)格之間的相關(guān)性聯(lián)系,并進(jìn)行產(chǎn)品推薦;李科[4]以男士西服品類為例,利用相機(jī)獲取人體圖像,結(jié)合Canny邊緣算法得到人體輪廓圖,再利用專家系統(tǒng)根據(jù)人體輪廓進(jìn)行款式推薦。上述算法的實(shí)驗(yàn)樣本有限,且多以消費(fèi)者的感性評(píng)價(jià)為主,缺少專業(yè)性和規(guī)范性,因此難以形成可持續(xù)更新的風(fēng)格款式數(shù)據(jù)庫,缺乏自我迭代能力。

針對(duì)目前該領(lǐng)域研究中存在的不足,本文以服裝款式數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的規(guī)則上。首先,對(duì)服裝款式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)進(jìn)行深層剖析,挖掘影響服裝款式風(fēng)格的決定性因素,明確服裝款式的描述規(guī)則;其次,利用感性工學(xué)、語義差異法、三角模糊數(shù)和層次分析法對(duì)描述服裝風(fēng)格的感性詞匯進(jìn)行量化,形成服裝款式產(chǎn)品風(fēng)格量化的規(guī)則;最后,基于上述工作,嘗試建立服裝款式風(fēng)格數(shù)據(jù)庫。

1 服裝款式設(shè)計(jì)要素分層挖掘

服裝整體的特定風(fēng)格往往表現(xiàn)在服裝款式及其部件上,在服裝設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)師通過運(yùn)用各種服裝造型要素的組合來完成服裝的整體塑造。雖然服裝的造型千變?nèi)f化,但其基礎(chǔ)的造型元素是相對(duì)單一和穩(wěn)定的,設(shè)計(jì)師運(yùn)用分割、組合、積聚、排列等手法改換其基本形式,產(chǎn)生了風(fēng)格形態(tài)各異的服裝造型。

款式風(fēng)格的設(shè)計(jì)要素可分為3類,每個(gè)單元都是相對(duì)獨(dú)立的形式要素,圖1所示為連衣裙款式分層示意圖[5]。女士連衣裙包含豐富的設(shè)計(jì)要素,設(shè)計(jì)要素特征明顯,因此本文以連衣裙為對(duì)象,研究方法與技術(shù)路線適用于相關(guān)服裝品類的款式設(shè)計(jì)。

圖1 連衣裙款式分層示意圖

一類設(shè)計(jì)要素是外部輪廓,包括服裝廓形,包括A型、H型、O型、X型、T型;裙長設(shè)計(jì)(短、中、長裙)。

二類設(shè)計(jì)要素是服裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)線,包括結(jié)構(gòu)線(胸省、腰省、背省、公主線、刀背省等)和裝飾線(曲線、直線等)。

三類設(shè)計(jì)要素是服裝部件,包括衣領(lǐng)、門襟、衣袖、袖口、肩部、腰節(jié)、口袋、裝飾細(xì)節(jié)等。

依據(jù)以上服裝款式設(shè)計(jì)規(guī)則,連衣裙款式設(shè)計(jì)要點(diǎn)應(yīng)歸納為外部輪廓設(shè)計(jì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)線設(shè)計(jì)和服裝部件設(shè)計(jì)3個(gè)主要方面,其所屬關(guān)系如圖2所示。本文目的是建立連衣裙款式部件分類,因此色彩、面料等因素暫時(shí)不予以考慮。

圖2 連衣裙款式分層樹狀圖

連衣裙的一類元素廓形可分為5大類:A型、H型、O型、X型和T型。其中A型連衣裙是通過收縮肩部和夸張下擺強(qiáng)調(diào)上窄下寬的梯形印象,此廓形著重表現(xiàn)女性活潑、青春、富有活力的特點(diǎn);H型連衣裙以平肩、自上而下不收緊腰部,筒形下擺,弱化胸、腰、臀3個(gè)圍度之間的尺寸差異,凸顯修長、簡約、既輕松又不失穩(wěn)重的風(fēng)格特征;O型連衣裙整體呈橢圓形,沒有特別的棱角,腰部寬松圓潤,常用落肩設(shè)計(jì),弱化肩部直線輪廓,服裝外輪廓相對(duì)柔和,圓潤可愛,且可掩蓋腰部及臀部的缺點(diǎn);X型連衣裙與女性的身體曲線相吻合,以寬肩、收腰、闊擺為基本特征,突出女性纖細(xì)的腰部線條,該廓形的連衣裙具有性感、優(yōu)雅、富有女人味的風(fēng)格特點(diǎn);T型連衣裙的主要特點(diǎn)在于肩部夸張,下擺收緊,呈現(xiàn)出上寬下窄的“倒三角”或“倒梯形”,給人以硬朗、強(qiáng)勢(shì)、夸張和前衛(wèi)的視覺感受。直立狀態(tài)下,裙長可定義為短裙為膝上10 cm處,中裙為膝蓋位,長裙為小腿最大圍處,如圖3所示。

圖3 連衣裙一類設(shè)計(jì)元素分類

連衣裙的二類設(shè)計(jì)元素為內(nèi)部線條,可分為結(jié)構(gòu)線和裝飾線兩大類,其中結(jié)構(gòu)線主要指連衣裙省道的位置。省道對(duì)服裝輪廓有著關(guān)鍵的影響,因此將省道設(shè)計(jì)分為無省、胸省、腰省、刀背省和公主線;裝飾線主要分為直線和曲線,裝飾線不具備特定的功能,以美觀為主要目的,如圖4所示。

圖4 連衣裙二類設(shè)計(jì)元素分類

連衣裙的三類設(shè)計(jì)元素是服裝的細(xì)節(jié),是指服裝部件的設(shè)計(jì)構(gòu)成,其種類和數(shù)量比較寬泛?？紤]到連衣裙的特殊性和實(shí)驗(yàn)的可操作性,服裝的構(gòu)成部件可分為衣領(lǐng)、門襟、衣袖、袖口、肩部、腰節(jié)、口袋和裝飾細(xì)節(jié)8個(gè)部分,如圖5所示。其中衣領(lǐng)的特征主要是領(lǐng)型,可分為無領(lǐng)、坦領(lǐng)、立領(lǐng)、駁領(lǐng)和連身領(lǐng);門襟是指服裝前片的打開方式,可分為無門襟、明門襟和暗門襟;衣袖主要指袖長,即從肩部到袖口的距離,可分為無袖、短袖、七分袖和長袖;袖口主要指服裝的袖口設(shè)計(jì),可分為無袖克夫壓線、袖克夫、荷葉邊和抽褶;肩部造型影響服裝的整體美感,可分為正常肩、落肩袖、插肩袖和連袖;腰節(jié)可分為無腰線、高腰、中腰和低腰;口袋設(shè)計(jì)在均衡美的同時(shí)也具有一定的實(shí)用性,主要分為無口袋、貼袋、袋蓋、胸袋和花瓣袋;裝飾細(xì)節(jié)主要針對(duì)輔料及特殊工藝,可分為刺繡、印花、花邊、鉚釘、荷葉邊和蕾絲。

圖5 連衣裙三類設(shè)計(jì)元素分類

2 服裝設(shè)計(jì)要素與感性特征的關(guān)聯(lián)

不同類型服裝的設(shè)計(jì)要素不同,其語意特征也不盡相同。因此,利用感性工學(xué)、語義差異法的方法來構(gòu)建相應(yīng)的語義意象空間;再利用三角模糊數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,建立服裝款式設(shè)計(jì)要素與感性特征的關(guān)聯(lián),為建立服裝風(fēng)格款式數(shù)據(jù)庫提供充分的理論支持。

2.1 服裝款式風(fēng)格量化

2.1.1 感性工學(xué)

感性工學(xué)(Kansei Engineering)這一概念源于日本[6],Kansei是日本語“感性”的英譯詞匯。“感性”一詞在日本的使用頻率較高,既泛指人們獲得的情感印象,又可指人的認(rèn)識(shí)心理活動(dòng),比如對(duì)事物的感受能力,或?qū)ξ粗?、多義的、不明確的信息從直覺到理性判斷的過程。

2.1.2 感性詞匯收集

通過查閱期刊、書籍、網(wǎng)站信息等相關(guān)文獻(xiàn)資料,廣泛收集關(guān)于服裝情感、意象的形容詞并做篩選,遵循以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則:① 符合形式美法則和審美標(biāo)準(zhǔn),避免否定性評(píng)價(jià),盡量選用褒義詞和中性詞,避免使用貶義詞;② 僅限于對(duì)服裝客體的描述與評(píng)價(jià),不考慮穿著者對(duì)服裝整體效果的影響,需拋開穿著者自身的氣質(zhì)及性格特征;③ 所選感性詞匯必須經(jīng)過人腦的感知提煉得出,而非直接觀察、顯而易見的感覺,例如“挺括的”“緊身的”“合體的”等詞匯;④ 排除服裝功能性方面的感性詞匯,例如“易于穿脫的”“百搭的”“速干的”等詞匯;⑤ 表示穿著者對(duì)服裝整體喜歡的感性詞匯不應(yīng)包含在內(nèi),例如“漂亮的”“想穿的”等形容詞。

將整理后的69個(gè)感性詞匯做成卡片,由專家組進(jìn)行分析討論,專家組成員共12人,其中包括在職服裝設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)人員(3位)、服裝設(shè)計(jì)專業(yè)研究生(5位)、在職服裝行業(yè)從業(yè)人員(4位)。根據(jù)語意的貼近程度,將語意詞匯按服裝風(fēng)格進(jìn)行組間歸類,如表1所示。

表1 服裝風(fēng)格感性詞分類

2.2 服裝款式要素與感性評(píng)價(jià)關(guān)聯(lián)規(guī)則

不同的款式部件對(duì)應(yīng)不同的感性意象,在進(jìn)行服裝款式設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)要素的不同搭配會(huì)產(chǎn)生不同的服裝風(fēng)格。在建立服裝風(fēng)格款式數(shù)據(jù)庫前,需要理解消費(fèi)者感性需求與設(shè)計(jì)要素子類的關(guān)聯(lián)。由于服裝風(fēng)格歸屬并不是簡單“非此即彼”的分類,本文利用三角模糊數(shù)進(jìn)行語義設(shè)計(jì)和編碼。首先利用模糊數(shù)概念先進(jìn)行設(shè)計(jì)類目權(quán)重的分析,再利用模糊數(shù)原則建立感性語意與設(shè)計(jì)類目之間的聯(lián)系。

2.2.1 設(shè)計(jì)要素類目權(quán)重

權(quán)重是一個(gè)相對(duì)概念,是被評(píng)價(jià)對(duì)象不同側(cè)面重要程度的定量分配,是對(duì)各評(píng)價(jià)因子在總體評(píng)價(jià)中的作用所進(jìn)行的區(qū)別對(duì)待。某一指標(biāo)的權(quán)重是指該指標(biāo)在整體評(píng)價(jià)中的相對(duì)重要程度。本文將女士連衣裙分為12個(gè)設(shè)計(jì)要素,不同設(shè)計(jì)要素對(duì)服裝整體風(fēng)格的影響不盡相同,有些要素的變化會(huì)引起感性評(píng)價(jià)的明顯差異化,在建立相應(yīng)的感性評(píng)價(jià)中起重要的作用。本文在訪談過程中邀請(qǐng)12位專家對(duì)連衣裙的各設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要性評(píng)分。每個(gè)要素關(guān)聯(lián)的語意形容詞分為5類,分別為“非常不重要的”“比較重要的”“一般”“比較重要的”“非常重要的”,如表2所示。

表2 款式權(quán)重的三角模糊數(shù)

對(duì)12位專家的調(diào)研結(jié)果進(jìn)行匯總,首先將專家統(tǒng)計(jì)結(jié)果全部進(jìn)行三角模糊數(shù)化,即將專家的感性判斷量化為數(shù)據(jù)依據(jù),三角模糊化處理策略如式(1)所示:

(1)

將結(jié)果以三角模糊數(shù)及整體效用值的形式填入表3中。

將三角模糊數(shù)的整體效用值用層次分析法[7]進(jìn)行比較,計(jì)算各要素的權(quán)重值。層次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)于1977年由美國沃頓商學(xué)院的托馬斯·塞蒂(T. L. Satty)教授正式提出,是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法[7]。層次分析法是將復(fù)雜問題中具有內(nèi)在聯(lián)系的因素進(jìn)行有序的結(jié)構(gòu)分層,且結(jié)合對(duì)客觀事實(shí)的主觀判斷與客觀分析,利用數(shù)學(xué)的方法將每一層元素相對(duì)于上一層的重要性描述轉(zhuǎn)化為權(quán)重[8],最后對(duì)所有層次逐步進(jìn)行排序計(jì)算,即可得到最終的排序結(jié)果。使用層次分析法時(shí)采用相對(duì)權(quán)重矩陣來表示不同設(shè)計(jì)要素對(duì)服裝感性需求的重要程度,計(jì)算公式為:

(2)

式中:αi表示第i種設(shè)計(jì)要素子類的整體效用值;αj表示第j種設(shè)計(jì)要素子類的整體效用值。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)入MatLab計(jì)算相對(duì)權(quán)重矩陣A,結(jié)果如下:

在得到權(quán)重矩陣后使用特征根法計(jì)算權(quán)重值,特征根求解步驟如下:

AW=λmaxW

(3)

(4)

(5)

W=(w1,w2,…,wn)

(6)

式中:i、j、k表示常數(shù);λmax存在且唯一;W可以由正分量組成,除了差一個(gè)常數(shù)倍數(shù)外,W是唯一的。

將矩陣A代入式(3)～(6)后得到其最大矩陣λmax為12,所對(duì)應(yīng)的特征向量(歸一化處理后):

(7)

由式(7)結(jié)果可知,服裝設(shè)計(jì)一類元素中外部輪廓設(shè)計(jì)對(duì)服裝整體風(fēng)格的影響最大,其中廓形尤為重要,其次服裝設(shè)計(jì)三類元素包括裝飾細(xì)節(jié)、腰節(jié)位置、肩部設(shè)計(jì)、袖口裝飾、衣領(lǐng)設(shè)計(jì)也會(huì)影響服裝的整體風(fēng)格,并且門襟設(shè)計(jì)和口袋設(shè)計(jì)對(duì)服裝整體風(fēng)格的影響最小。具體關(guān)系為服裝廓形>裙長設(shè)計(jì)>裝飾細(xì)節(jié)>袖口裝飾>腰節(jié)位置>衣領(lǐng)>衣袖>省道設(shè)計(jì)>內(nèi)部裝飾線>門襟>口袋。

由式(2)可知矩陣A為正反矩陣,因此矩陣A一致性指標(biāo)CI為:

(8)

將λmax代入式(8)得到矩陣A的一致性指標(biāo)為0,在層次分析法中隨機(jī)一致性比率為:

(9)

式中:RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo),當(dāng)n為12時(shí)取值為1.48。

當(dāng)隨機(jī)一致性指標(biāo)小于0.1時(shí),表明矩陣A具有較好的一致性,由于CI為0,因此恒滿足該條件,即矩陣A具有較好的一致性。

2.2.2 感性詞匯與設(shè)計(jì)要素類目之間的關(guān)聯(lián)

本文所考慮的感性需求有4類,分別是優(yōu)雅風(fēng)格-中性風(fēng)格、職業(yè)風(fēng)格-休閑風(fēng)格、未來風(fēng)格-民族風(fēng)格、極簡風(fēng)格-混搭風(fēng)格。以優(yōu)雅風(fēng)格-中性風(fēng)格為例,感性判斷量尺為“非常優(yōu)雅”“很優(yōu)雅”“比較優(yōu)雅”“一般”“比較中性”“很中性”“非常中性”7級(jí),將其語意用三角模糊數(shù)分別表示為(0,0,1)、(0,1,3)、(1,3,5)、(3,5,7)、(5,7,9)、(7,9,10)、(9,10,10)。調(diào)查問卷中的三角模糊數(shù)與這4種服裝風(fēng)格的語義量詞對(duì)照如表4所示。

表4 款式權(quán)重的三角模糊數(shù)及其效用

通過問卷調(diào)研的形式,將受訪對(duì)象對(duì)設(shè)計(jì)要素子類與感性意向關(guān)聯(lián)的相關(guān)知識(shí)記錄在提前設(shè)計(jì)好的表格中,表格中的數(shù)字為選擇某設(shè)計(jì)子類的專家人數(shù)。如優(yōu)雅風(fēng)格-中性風(fēng)格中,A形廓形這一設(shè)計(jì)要素,1位專家認(rèn)為“非常優(yōu)雅”,4位專家認(rèn)為“很優(yōu)雅”,5位專家認(rèn)為“比較優(yōu)雅”, 1位專家認(rèn)為“比較中性”,1位專家認(rèn)為“一般”,則其對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù)分別為(0,0,1)、(0,1,3)、(1,3,5)、(5,7,9)、(3,5,7)。據(jù)式(1)得到所有類目的三角模糊數(shù),統(tǒng)計(jì)結(jié)果優(yōu)雅風(fēng)格-中性風(fēng)格中外部輪廓為O形的評(píng)價(jià)中有9個(gè)專家認(rèn)為一般,另外3個(gè)專家認(rèn)為比較偏向中性,即9個(gè)專家的結(jié)果為(3,5,7),3個(gè)專家的結(jié)果為(5,7,9),則:

模糊數(shù)是建立模糊規(guī)則的基礎(chǔ),涉及模糊排序、三角模糊數(shù)大小的比較等操作,即需要將表2所示的坐標(biāo)形式轉(zhuǎn)換為具體的實(shí)數(shù),本文選擇使用最大集合與最小集合法來實(shí)現(xiàn)三角模糊數(shù)整體效用值的計(jì)算[9]。

假設(shè)A1,A2,…,An為n個(gè)三角模糊數(shù),其中最大集合B所對(duì)應(yīng)的隸屬度函數(shù)為:

(10)

最小集合S所對(duì)應(yīng)的隸屬度函數(shù)為:

(11)

(12)

統(tǒng)計(jì)結(jié)果優(yōu)雅風(fēng)格-中性風(fēng)格中O形外部輪廓的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為(3.5,5.5,7.5),將其代入式(12)中可得其所對(duì)應(yīng)的整體效用值為0.550。針對(duì)不同的意向詞組,分別對(duì)49個(gè)造型要素子類進(jìn)行三角模糊數(shù)與整體效用值的計(jì)算,用MatLab進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到整體效用值之后,需要進(jìn)一步對(duì)專家受訪結(jié)果進(jìn)行分析。以服裝風(fēng)格為優(yōu)雅風(fēng)格-中性風(fēng)格設(shè)計(jì)要素子類為A型為例,統(tǒng)計(jì)后的專家受訪結(jié)果為(1.1,2.6,4.5),模糊語義詞為非常優(yōu)雅、很優(yōu)雅、比較優(yōu)雅、一般、比較中性、很中性、非常中性。進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)需要得到受訪結(jié)果最靠近的模糊語義詞,即計(jì)算統(tǒng)計(jì)結(jié)果的三角模糊數(shù)與模糊語義詞所對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù)之間的貼近程度,可通過2個(gè)三角模糊數(shù)的整體效用值來實(shí)現(xiàn)貼近程度的計(jì)算,計(jì)算公式如式(13)所示:

(13)

式中:UT(A)、UT(B)分別為三角模糊數(shù)A、B的整體效用值。

例如非常優(yōu)雅的三角模糊數(shù)為(0,0,1),將其代入式(12)中計(jì)算可得該三角模糊數(shù)整體效用值為0.455,將(1.1,2.6,4.5)與(0,0,1)整體效用值帶入式(13)中可得二者貼近程度為0.166,根據(jù)所有子類與4個(gè)感性需求不同語意尺的貼進(jìn)度求出不同風(fēng)格款式與其設(shè)計(jì)要素之間的關(guān)聯(lián),按各部件的權(quán)重值進(jìn)行排列。隨后利用WGSN(全球最大的在線時(shí)尚預(yù)測(cè)和潮流分析服務(wù)供應(yīng)商)網(wǎng)站上現(xiàn)有款式數(shù)據(jù)庫資源,本文研究共收集了1 557個(gè)連衣裙款式,利用定義規(guī)則,將符合4種以上屬性的款式歸類到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中,共得到8組服裝款式風(fēng)格數(shù)據(jù)庫,如圖6所示。

3 結(jié)束語

本文梳理了服裝款式設(shè)計(jì)、服裝風(fēng)格、服裝款式中的各類知識(shí)要點(diǎn),以連衣裙品類為例,對(duì)款式部件進(jìn)行全面拆解,有效地提取出了服裝造型要素。利用語意差異法、三角模糊數(shù)以及層次分析法對(duì)服裝風(fēng)格進(jìn)行了量化,實(shí)現(xiàn)服裝風(fēng)格的數(shù)字化表征,并創(chuàng)建了8組服裝風(fēng)格數(shù)據(jù)庫及其入庫規(guī)則。本文研究方法可直接推廣應(yīng)用于服裝其他款式品類,加速實(shí)現(xiàn)服裝產(chǎn)業(yè)信息化升級(jí)。