УДК 378.147:004.9.

Муравьев Андрей Александрович,

ассистент,

ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева»,

Россия, Орёл

Грачева Ольга Андреевна,

студент,

ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева»,

Россия, Орёл

Маркова Наталья Сергеевна,

студент,

ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева»,

Россия, Орёл

Использование технологий 3d-сканирования в образовательном процессе при подготовке инженеров легкой промышленности

         Аннотация: В статье рассматривается процесс обучения студентов, обучающихся по направлениям «Технология изделий легкой промышленности», «Конструирование швейных изделий», с применением инновационных технологий 3d-сканирования для проектирования женских костюмов на типовую фигуру потребителя. Рассмотрены особенности процесса сканирования на основе сенсоров Microsoft Kinect.

         Ключевые слова: информационные технологии, трехмерная модель ,фигура человека.

Muravev Andrei Aleksandrovich,

assistant,

FSBEI HE "Orel State University named after I. S. Turgenev",

Russia, Orel

Gracheva Olga Andreevna,

student,

FSBEI HE "Orel State University named after I. S. Turgenev",

Russia, Orel

Markova Natalia Sergeevna,

student,

FSBEI HE "Orel State University named after I. S. Turgenev",

Russia, Orel

THE USE OF 3D SCANNING TECHNOLOGIES IN THE EDUCATIONAL PROCESS WHEN TRAINING LIGHT INDUSTRY ENGINEERS

         Abstract: The article examines the process of teaching students studying in the areas of "Technology of light industry products", "Design of garments", using innovative technologies of 3d-scanning for designing women's suits for a typical consumer figure. The features of the scanning process based on Microsoft Kinect sensors are considered.

         Keywords: information technology, three-dimensional model, human figure.

В последнее десятилетие технологии 3d-сканирования приобрели широкую популярность в промышленности. В легкой промышленности развивается такое инновационное направление, как «виртуальная примерка». Метод виртуальной примерки заключается во внедрении методов оцифровки человеческой фигуры для проектирования виртуальных прототипов одежды на типовую или индивидуальную фигуру конкретного потребителя [1].

В процессе изучения специальных дисциплин, таких как «Информационные технологии в производстве», студенты овладевают практическими навыками работы в системе автоматизированного производства одежды. Обучающиеся осуществляют построение конструкций плечевых, поясных изделий, конструкций изделий со сложным кроем. В данном случае 3d-технологии помогают оценить посадку проектируемого изделия непосредственно на виртуальном манекене, без отшива полноразмерного макета.

Для проектирования виртуальных прототипов одежды используют оборудование и программное обеспечение для автоматического извлечения и цифрового представления поверхности фигуры человека [2]. Важным аспектом остается доступность инновационных технологий и интеграции их в систему электронной коммерции.

В качестве 3d-сканера могут выступать смартфоны, планшеты и другие устройства, которые захватывают изображение с помощью встроенной камеры. Результаты такого сканирования обрабатываются специализированным программным обеспечением и отображаются на экране устройства. Такие виртуальные модели не отличаются детальной точностью, но могут использоваться при виртуальном представлении готовой одежды потребителю.

Для оцифровки фигуры человека с учетом антропометрических характеристик и достижения большей точности виртуальной модели используются инфракрасные сенсоры. Одним из таких сенсоров для сканирования фигуры человека в полный рост выступает  Microsoft Kinect.

Система сканирования включает в себя ряд сенсоров Microsoft Kinect (2, 4, 6), вращающаяся платформа, стойка для сенсоров, компьютер (ноутбук);программное обеспечение (ReconstructMe). На рисунке 1 приведена схема размещения сенсоров.

Рисунок 1 – Система сканирования на основе двух сенсоров

В результате использования двух и более 3d-сканеров возрастает количество размерных признаков, доступных к измерению, дополняются сведения об оценке качества конструкции и посадке изделия на фигуре.

Сканирование происходит, когда человек стоит на вращающейся платформе, напротив которой установлена система 3d-сканеров. Сканирование всей площади тела человека происходит за несколько минут при одном-двух оборотах платформы. В результате сканирования и последующей обработки получаем облако точек, которое затем преобразуется в триангуляционную поверхность.

В дальнейшем полученная виртуальная черновая модель поверхности тела человека нуждается в постобработке. Так как она не может использоваться для полноценной оценки формы и ряда параметров тела человека.

В ходе постобработки проводят ориентацию тела в пространстве по трем осям, идентификацию рук, ног, головы, туловища, сглаживание полученной поверхности. Затем для полученной виртуальной модели создается эталонный аватар  с помощью приложений Autodesk Mayak, которое разработано специально для работы со скелетными моделями.

Для проверки разработанных студентами конструкций швейных изделий на фигуры, полученные методом трехмерного сканирования используется программная среда  Clo 3D. Она имеет простой, понятный интерфейс, легка в освоении обучающимися, доступна для образовательных организаций.

В результате получают виртуальное изображение готового изделия на эталонном аватаре, который приближен по размерам к индивидуальной фигуре потребителя. На рисунке 2 показано виртуальное представление готового изделия на аватаре, созданном посредством 3d-сканирования.

Рисунок 2 – Виртуальная конструкция  женского платья

Использование лекал конструкции деталей изделий и виртуальной 3d-модели фигуры человека позволяет студентам оценить степень соответствия и соразмерности деталей полученных лекал. В первую очередь это дефекты внешнего вида, их отсутствие или наличие, соразмерность конструктивных параметров деталей и размерных признаков фигуры человека (например, отношение длины и ширины детали на одном из участков).

После проверки и корректировки готовых 2d-лекал, они могут быть выведены на печать в полноразмерном масштабе для последующего пошива изделия, минуя стадию создания макета.

Таким образом, студенты, обучающиеся по направлениям «Технология изделий легкой промышленности», «Конструирование швейных изделий», используют инновационные технологий 3d-сканирования при проектировании швейных изделий на индивидуальную и типовую фигуру потребителя. Данная визуализация трехмерной модели позволяет еще до этапа пошива изделия скорректировать все недостатки построения конструкции, отработать внешний вид изделия на конкретной фигуре, изучить поведение различных материалов, из которых планируется пошив.

Cписок литературы:

         1. Петросова И.А., Шанцева О.А., Андреева Е.Г. Оценка соответствия готовой одежды фигуре потребителя в трехмерной среде// Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2017, №5 (371). – С.139-142

         2. Гусева М.А., Рогожин А.Ю., Лунина Е.В., Петросова И.А., Андреева Е.Г., Гетманцева В.В. Проектирование швейных изделий в САПР. Конструирование и моделирование одежды в автоматизированной среде.– М.: МГУДТ, 2016. - 266 с