Three dimensional body scan technology is being targeted for utilization in the apparel industry. The purpose of this study was to test reliability of the body scan data targeting from 20 to 24 year old men by comparing 3DM, 3D body-scanning semi-auto measurement extraction method, Scanworx, 3D body-scanning auto measurement extraction method, and traditional anthropometric method. We found significant differences in 9 out of 25 items in upper body measurements using 3DM and 16 out of 25 items using Scanworx. In the range of difference value of scan measures, it showed 1 item in the absolute value of more than 40mm between two measuring methods, 3 items in 20 up to 40mm, and less than 20mm in other items. Overall, in height items, the numerical value of traditional measure was higher and in girth, width, depth items, 3D scan measure was higher. We found out that reliability of 3D measurements taken from whole body scans was different according to scanners, scanning softwares, programs, and subjects.
최근 3 차원 측정 기술을 활용한 운동 기능성의 향상을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 예로 3 차원 인체 정보를 이용한 의복패턴 제작 시에 필요한 절개선으로 피부상에서 동작 시 늘어나지 않는 선(Lines of Non-Extension, LoNE)을 찾아내어 활용한 연구가 발표된 바 있다. 이러한 LoNE 은 기존 의복구성을 위한 봉제선이나 기능선으로 활용될 때 동작기능성을 저해하지 않는 특징이 있다. 이에 본 연구에서는 스포츠웨어에서 활동성이 큰 상체의 어깨부위에서 Lines of Non-Extension 을 탐색하고자 하였다. 연구 방법으로는 20 대 후반 남성 2 명을 대상으로 체표의 등 부분에서 3cm 간격으로 계측점을 표시한 후 3D 인체 데이터 (Cyberware, WB)를 획득하였다. 측정시의 자세는 팔을 $30^{\circ}$, $90^{\circ}$, $135^{\circ}$, $180^{\circ}$ 외전시켰다. 피부 표면에서의 길이 변화는 구획의 크기를 달리하면서 가로, 세로, 사선방향으로 동작에 따라서 측정하였다. 변화량은 정자세($30^{\circ}$)를 기준으로 A 라 하였을 때, 기준자세와의 차이가 가장 큰 변화량을 보인 자세를 B 라 하고 A 와 B 간의 차이로 계산하였다. 연구결과, NASA 의 Biosuit 에서 소개된 Iberall(1970)의 LoNE 중 진동둘레를 포함한 팔 부위와 등, 어깨 부위에서 유사한 라인을 찾았다. 본 연구에서와 같이 구획별 사선방향 피부 변화량을 측정하는 것은 피부면에 숨겨진 인간공학적 의복 기능선을 탐색하는 데 효과적임을 확인하였다.
3차원 영상 처리 기술과 3차원 디스플레이의 발전은 3차원 영상 시장의 빠른 발전을 가져왔고 차세대 방송 기술로 큰 관심을 받고 있다. 하지만 3차원 영상은 시청할 때 눈의 피로, 어지럼증과 같은 현상이 일어날 수 있으며, 왜곡된 3차원 영상이 인체에 해로운 영향을 미칠 수도 있다. 이는 3차원 영상 산업의 활성화를 위해서 가장 시급히 해결되어야 할 문제이다. 현재 3차원 디스플레이는 스테레오 방식과 함께 1view 1depth 다시점 방식이 개발되었다. 특히 1view 1depth 다시점 디스플레이에서 깊이 영상의 공간적/시간적으로 복잡한 정도는 피로감을 일으키는 주요 요소이며 이는 1view 1depth 영상을 통해 직접 연구할 수 있다. 본 논문에서는 1view 1depth 디스플레이에서 주관적인 피로도와 큰 상관도를 가지는 깊이 영상의 특성 측정 방법을 제안한다. 1view 1depth 디스플레이에서 view 영상은 양호한 화질을 가정하였으며 피로감에 큰 영향을 미치는 깊이 영상 정보만 사용하여 공간적, 시간적인 특성을 분석한다. 공간적 복잡도는 각 프레임에 대하여 깊이 영상 내 화소 값의 분산 값을 취하여 공간적으로 깊이 값의 분포와 구조의 복잡한 정도를 측정하고, 시간적 복잡도는 연속적인 프레임에 대하여 동일한 화소위치에서 화소 값 차이의 분산 값을 사용한다. 또한 공간적/시간적 평균값의 측정하여 피로감에 영향을 주는 요인으로 사용하였다. 결과적으로 측정한 값들을 바탕으로 주관적인 피로도 평가와 유사성을 가지도록 모델링하여 3차원 영상의 피로도를 예측한다.
본 논문은 역설계 기법을 이용하여 비접촉 방법으로 인체의 발을 3차원으로 복원하고, 발에 관련된 분야에서 필요한 데이터를 추출하는 시스템에서 신발 제작에 필요한 데이터를 지능 기법을 이용하여 분류하는 모듈을 제안한다. 신발의 경우 개개인의 신체조건이 다르고 유행과 개성을 추구하고자 하기 때문에 기존의 생산체계로는 한계가 있다. 측정데이터를 기반으로 하는 맞춤 신발은 기존의 전통적인 수제화 방식과 대량생산 방식의 장점만을 취하여 저렴하고 편리하게 제작된다. 또한 3차원 측정기를 이용하여 측정한 화형 데이터를 적당하게 분류한다면 기성화와 수제화 제작에 필요한 라스트 생성과 개인의 발의 구조 분석에 활용 가능 할 것이다. 따라서 본 논문에서는 획득된 발 데이터를 미리 정해 놓은 그룹으로 결정하기위해 신경망을 사용하여 신발 제작에 필요한 최적의 라스트 데이터를 선택하게 한다.
인체 CAD 모델링 시스템은 장비와 인체를 모델링하여설계 초기단계에서 부터 별도의 Mock-up 없이 전 벙위의 운용자에 대한 작업자세의 안락도(Comfort), 동작한계(Reach), 적 합성(Fit), 시계(Vision)등 제반 작업공간 설계 및 평가에 수반되는 고려요소들을 보다 과학적 이고 합리적으로 반영할 수 있는 도구로 인식되고 있다. 본 연구는 크게 한국군 전차병의 인체 CAD 모델의 설계와 설계된 인체 모델을 활용한 한국형 전차 작업공간 평가로 구성되었다. 한국 군 전차병의 인체 CAD 모델링에서는 전차병의 인체 측정자료를 이용하여 5%, 50%, 95%치 전차병 에 대한 선 자세와 앉은 자세의 인체 모델을 설계하였으며, 보다 정확한 인체 모델의 구현을 위 해인체의 기능적 치수에 대한 실측치와 CAD 설계치와의 차이를 비교, 보정하여 줌으로써 작업공 간 평가시 보다 정확한 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 한국형 전차 작업공간 평가에서는 설계 된 인체 모델과 한국형 전차 주요 구성품의 CAD 모델을 활용하여 각 승무원의 작업역을 분석하였고, 승무원 해치, 주요 조종장치의 운용 적합성, 판넬류 등의 위치 적합성에 대해 분석, 평가하였다. 본 연구를 통해 무기체계를 대상으로 하여 CAD 프로그램을 이용한 Man-Machine Interface에 대한 검토가 이루어 졌으며, 기존의 도면이나, Mock-up, Prototype에 의존하던 작업공간 타당성 검토가 CAD를 이용하여 3차원적으로 이루어 질 수 있는 기반을 마련하였다는데 의의가 있다.
This study purposed to analyze differences in body measurement between the 2D direct body measuring method and the 3D body scan measuring method and to perform the appearance evaluation and cross-sectional evaluation of the fit of pants to which body measurements obtained by each measuring method were applied. Body measuring was conducted in 10 women in their 20s-30s using 2D direct body measuring and 3D automatic measuring with Hamamatsu body scanner. Among the 10 women, 3 participated in experimental garment wearing. Experimental pants were made using their 2D direct body measurements and 3D automatic measurements, and wearing tests were performed through expert evaluation and cross-sectional evaluation. The results of the experiment were as follows. According to the results of comparative analysis on differences between 2D direct body measurements and 3D scan measurements, 3D automatic measurements were significantly larger in bust circumference, ankle circumference, armscye circumference, shoulder length, scye depth, and arm length. As circumferences measured with the 3D body scanner were somewhat larger than directly measured ones, it is suggested to adjust ease when using existing pattern making methods. We prepared experimental garments by the same pattern making method through applying body measurements obtained with the two measuring methods, and assessed the fit of the garment comparatively through expert evaluation and 3D scan cross-sectional evaluation. According to the results, 2D-pants using 2D direct body measurements was slightly tighter than 3D-pants using 3D measurements in waist circumference, hip circumference, and abdominal circumference. In the results of comparing appearance in terms of the fit of the experimental garment in each subject, significant difference was observed in most of the compared items. This result suggests that 3D automatic body measuring data may show different accuracy according to body shape and therefore it is necessary to examine difference between 2D direct body measurements and 3D automatic measurements according to body shape.
인체동작 인식에 대한 연구는 재활치료, 운동선수의 동작 교정 및 모니터링, 3차원 애니메이션 제작등 많은 분야에서 필요로 하고 있다. 동작 인식에 대한 일반적인 방법으로는 반사 마커를 부착하여 여러 대의 적외선 카메라로 관절 운동을 관찰하는 방식이였다. 이러한 방식은 여러 개의 마커를 사용자들이 옷을 벗고 몸에 붙이거나 특수 복장을 착용해야 하는 불편함이 있을 뿐만 아니라 초기 위치 보정에도 많은 시간이 소모된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 어떠한 특수 장비를 착용하거나 몸에 부착하지 않고 즉각적으로 인체의 움직임을 트래킹 할 수 있는 마커리스 트래킹시스템을 개발하였다. 이 시스템은 사람의 동작 분석을 하는데 있어 빠르게 측정 및 분석이 가능하고 특수 장비를 착용하지 않아도 됨으로 인해 동작에 방해를 받지 않아서 3차원 영상을 즉각적으로 확인할 수 있는 편리성을 갖추고 있다.
목 적: 온보드 영상장치(OBI) 및 콘빔 CT (CBCT)를 이용하면 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료(SIMULATION) 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. Detected offsets은 실제로 적용된 인체팬톰(Rando phantom) 위치의 오차와 비교되어 진다. 이후, 인체 팬톰은 detected 오차에 근거하여 couch를 움직여 위치선정 되었다. 또한 인체팬톰 위치 결정의 실측값과 이론값 오차값들을 비교하였으며, OBI를 사용하고 있는 KV X선영상의 2D와 CBCT의 3D 타켓 위치 정확성 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 신체 내부 구조가 모사된 팬톰(The Rando Phantom, Alderson Resarch Laboratories Inc. Stamford. CT, USA)을 사용하여 실제방사선 치료와 동일한 과정을 따라 모의치료(SIMULATION) 및 치료계획(RTP)을 시행한 후 치료 데이블 위에 인체 팬톰을 셋업한다. 정확히 위치가 재현된다고 가정되는 인체팬톰에 대해 3가지 방법으로 실험을 했는데 X, Y, Z축의 변화에 따라 셋업 오차를 측정했고 각각의 실험은 10회씩 반복되어 오차의 표준 편차를 구했다. DigiPas DWL-80G는 기울기의 각을 결정하기 위해 사용하였으며, 2D/2D 및 3D/3D정합의 실측치와 측정치를 비교 분석 하였다. 결 과: 온보드 영상장치로 획득한 정면 및 측면 kv x선 영상과 모의치료시 디지털 재구성 기준영상과의 2차원/2차원 정합시, 팬톰의 X, Y, Z 편차 평균값은 lat 0.12 cm, long -0.66 cm, vert 0.07 cm이며, 각도의 변화를 주었을 때 편차의 평균값은 lat -0.5 cm, long -0.3 cm, 팬톰의 몸을 약간 튼 상태에서의 편차 평균값은 각각 lat -0.5 cm, long 0.2 cm, vert -0.6 cm으로 나타났다. 또한 콘빔CT로 획득한 영상과 모의치료 시 획득한 CT영상을 비교하는 3차원/3차원 정합에서 팬톰의 3가지 방법에서 편차의 평균 detection error와 표준편차는 lateral $0.5{\pm}0.4\;mm$, longitudinal $0.8{\pm}0.5\;mm$, vertical $0.4{\pm}0.3\;mm$로 각각 0-10 mm의 범위이다. Residual error에 해당되는 positioning couch shift 변수는 $0.6{\pm}0.3\;mm$, $0.5{\pm}0.3\;mm$, $0.3{\pm}0.1\;mm$이다. 20-50 mm까지 longitudinal shift에 의한 평균 detection error는 각각 lateral $0.4{\pm}0.2\;mm$, longitudinal $0.3{\pm}0.2\;mm$, vertical $0.3{\pm}0.3\;mm$이다. Residual error는 $0.6{\pm}0.3\;mm$, $0.6{\pm}0.2\;mm$, $0.4{\pm}0.1\;mm$이다. Detection error는 모두 0.0~0.6 mm 범위이다. Residual error는 0.3~0.9 mm 범위로 나타났다. 결 론: 온보드 영상장치(OBI) 및 콘빔 CT (CBCT)를 이용하여 표적위치의 정확성을 평가하였다. 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료(SIMULATION) 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. 그러므로 OBI 및 CBCT를 이용한 2D/2D 및 3D/3D 정합은 모의 치료 시와 환자 치료 시 정확한 정합을 함으로써 error를 최소화 할 것으로 평가된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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