Xử lý dữ liệu quét mẫu cơ thể người phục vụ thiết kế quân áo 3 chiều

ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 16/Tháng 12 - 2017 Journal of Science and Technology 43
XỬ LÝ DỮ LIỆU QUÉT MẪU CƠ THỂ NGƯỜI
PHỤC VỤ THIẾT KẾ QUÂN ÁO 3 CHIỀU
Lưu Hoàng1, Ngô Chí Trung2
1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Ngày tòa soạn nhận được bài báo: 10/10/2017
Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 25/11/2017
Ngày bài báo được chấp nhận đăng: 05/12/2017
Tóm tắt:
Bài báo này giới thiệu một phương pháp tiếp cận mới trong việc xử lý dữ liệu quét cơ thể người trên 
máy quét 3D Body scanner tại điều kiện Việt Nam. Ngoài việc xử lý chất lượng bề mặt mẫu quét trơn, mịn, 
bài báo còn đưa ra phương pháp xử lý dữ liệu quét trong trường hợp quét trên một người ở hai trạng thái: 
có mặc áo và không mặc áo. Đây là một cách để tạo cơ sở dữ liệu xác định khoảng cách giữa bề mặt cơ 
thể người và quần áo trong thiết kế 3 chiều. Xử lý dữ liệu quét 3D cơ thể người là vấn đề quan trọng trong 
thiết kế quần áo 3 chiều.
Từ khóa: dữ liệu cơ thể, bề mặt cơ thể, thiết kế 3 chiều.
1. Đặt vấn đề
Công nghệ mô hình hóa và mô phỏng ảo 3 
chiều đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều 
lĩnh vực, trong đó có ngành dệt may. Trong bối cảnh 
cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (4.0) đang 
diễn ra khắp nơi, đã và đang có tác động mạnh mẽ 
đến sản xuất và kinh doanh lĩnh vực dệt may trên 
thế giới và tại Việt Nam. Việc nghiên cứu, đổi mới 
công nghệ sản xuất, phương pháp thiết kế để tăng 
năng lực cạnh tranh của các doanh nghiệp may mặc 
đang là vấn đề cấp thiết đặt ra cho ngành cần giải 
quyết.
Trong xu thế phát triển chung, việc áp dụng 
công nghệ 3D vào thiết kế, chế tạo sản phẩm dệt 
may là một xu hướng tất yếu. Trong thiết kế 3 chiều, 
thông số kích thước cơ thể người được xây dựng 
bằng nhiều phương pháp, trong đó để có được bảng 
thông số đầy đủ, chính xác và nhanh nhất thường sử 
dụng máy quét cơ thể toàn thân 3D body Scanner.
Việc xây dựng dữ liệu cơ thể và mô hình hóa 
trong không gian 3 chiều là vô cùng quan trọng, là 
điều kiện tiên quyết để thực hiện tiếp việc thiết kế, 
phát triển các mẫu mã quần áo theo yêu cầu khách 
hàng.
Việc nghiên cứu, xử lý dữ liệu quét mẫu cơ 
thể người phục vụ thiết kế quần áo 3 chiều là nội 
dung chính của bài báo này.
2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu xử lý dữ liệu cơ thể người khi 
quét mẫu trên máy quét 3D Body Scanner phục vụ 
thiết kế quần áo 3 chiều.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp quét bề mặt cơ thể người:
Sử dụng máy quét toàn thân 3D Body 
Scanner để quét cơ thể người theo mẫu đã chuẩn bị 
với các trạng thái: không mặc áo và mặc áo.
- Phương pháp mô hình hóa 3 chiều:
Sử dụng phần mềm có sẵn để mô hình hóa 
lại đối tượng cơ thể người.
- Phương pháp xử lý số liệu: Xử lý các số 
liệu nhân trắc, số liệu liên quan đến tọa độ các điểm 
nhân trắc.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Quét mẫu
a. Chuẩn bị mẫu quét
Chuẩn bị mẫu ở 2 trạng thái: 
- Không mặc áo, chỉ mặc quần lót (gen) sáng 
màu, bó sát cơ thể. Quét mẫu nhằm mục đích lấy dữ 
liệu kích thước và hình dạng cơ thể người.
- Mặc áo T-Shirt cộc tay, không cổ, ôm sát. 
Mặc quần lót (gen) sáng màu, bó sát cơ thể. Quét 
mẫu nhằm mục đích lấy dữ liệu kích thước khi có 
mặc áo làm cơ sở thực nghiệm xác định khoảng 
cách giữa bề mặt cơ thể và quần áo.
* Yêu cầu đối với người được đo:
Thực hiện theo quy định về tư thế của người 
đo theo yêu cầu của thiết bị đo tại Viện dệt may - 
Tập đoàn Dệt may Việt Nam.
b. Thiết bị quét mẫu
* Thiết bị quét: Triển khai đo trên máy quét 
toàn thân NX- 16 3D Body Scanner của hãng [TC]² 
tại phòng máy đo 3D của Viện dệt may.
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology44 Khoa học & Công nghệ - Số 16/Tháng 12 - 2017
Hình 2. Buồng quét gồm 16 cảm biến [1]
c. Quét mẫu:
- Nghiên cứu viên khởi động hệ thống, Thực 
hiện quét mẫu mỗi mẫu quét 5 lần. Mỗi mẫu được 
đặt tên theo từng đối tượng và số thứ tự theo lần 
quét.
- Phần mềm xử lý số liệu đi kèm hệ thống sẽ 
xử lý dữ liệu quét và cho kết quả ở dạng đám mây 
điểm và bảng thông số nhân trắc.
2.3.2. Xử lý mẫu quét
Mẫu quét nhận được từ máy quét toàn bộ cơ 
thể không tiếp xúc 3D Body Scanner [TC]2 NX-16, 
dạng đuôi (.wrl). Để có thể sử dụng bề mặt của mẫu 
quét làm cơ sở để phát triển mẫu quần áo thì cần 
phải xử lý mẫu quét với mục đích tăng chất lượng 
dữ liệu quét, giảm thiểu những sai số do chất lượng 
máy quét, giảm nhiễu trong quá trình quét.
Đồng thời điều chỉnh vị trí của mẫu quét 
không mặc áo và mẫu quét có mặc áo trên cùng một 
đối tượng trong không gian Đề các cho trùng gốc 
tọa độ trong không gian 3 chiều.
Trong lĩnh vực thiết kế 3D hiện nay có nhiều 
phần mềm có thể xử lý vấn đề trên, trong nghiên cứu 
này nhóm tác giả sử dụng phần mềm Rapidform để 
xử lý vị trí mẫu quét trong không gian, phần mềm 
Geomagic Studio xử lý chất lượng lưới bề mặt mẫu 
quét, Geomagic Qualify để so sánh, đánh giá lại kết 
quả do các phần mềm đó có đầy đủ công cụ thực 
hiện công việc và đáp ứng sai số nhỏ.
Kết quả xử lý mẫu quét sẽ được trình bày 
trong nội dung tiếp theo.
3. Kết quả và bàn luận
3.1. Sơ đồ quá trình xử lý mẫu quét
Toàn bộ quá trình xử lý mẫu quét được thực 
hiện theo sơ đồ sau đây (Hình 3.1).
- Để hạn chế sai số, quá trình xử lý vị trí 
được thực hiện trước quá trình xử lý chất lượng bề 
mặt lưới của mẫu quét.
- Sử dụng kiểu dữ liệu (.stl) khi chuyển đổi 
mô hình lưới giữa các phần mềm.
Hình 3.1. Lưu đồ quá trình xử lý mẫu quét
3.2. Xây dựng mô hình lưới từ dữ liệu đám mây 
điểm
- Quá trình xây dựng mô hình lưới từ 
mô hình đám mây điểm được gọi là quá trình 
“Reconstruction” được thực hiện bằng các công cụ 
của phần mềm Rapidform.
Các công cụ Rapidform dùng xây dựng lưới 
từ đám mây điểm ban đầu
Công cụ Biểu tượng Nhiệm vụ
Triangulate Xây dựng lưới tam 
giác từ đám mây điểm
Merge Hòa trộn các đối 
tượng cùng loại lưới 
hay đám mây điểm.
Combine Kết nối các đối tượng 
cùng loại lưới hay 
đám mây điểm.
- Dữ liệu đám mây điểm từ quá trình quét 
thường bao gồm các bộ phận nhỏ, các phần sẽ được 
kết hợp lại với nhau tạo thành đối tượng mô hình 
lưới duy nhất.
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 16/Tháng 12 - 2017 Journal of Science and Technology 45
(Mẫu nam)
(Mẫu nữ)
Hình 3.2. Mô hình đám mây điểm và mô hình lưới
Hình 3.3. Hình ảnh mô hình lưới mẫu quét cơ thể 
và quần áo
3.3. Xử lý vị trí mẫu quét trong không gian bằng 
Rapidform
- Quá trình quét hai đối tượng: cơ thể người 
và cơ thể người có mặc quần áo được thực hiện qua 
2 lần quét, đối tượng quét đứng đúng tư thế, tuy 
nhiên không thể tránh khỏi sai số vị trí đứng, dáng 
cơ thể. Do đó quá trình xử lý vị trí mẫu quét để làm 
giảm thiểu tối đa sai số là cần thiết.
- Để thực hiện đưa mô hình mẫu quét về vị 
chính xác cần xác định các chuẩn của từng mẫu sau 
đó căn cứ vào chuẩn để tạo ra hệ tọa độ cục bộ cho 
từng mẫu.
- Đối với mô hình cơ thể người, thông tin 
mặt chuẩn khó xác định hơn so với các đối tượng 
như trong ngành cơ khí, vì vậy cần có phương pháp 
xác định chuẩn hợp lý. 
- Có thể sử dụng phương pháp thực nghiệm 
là quét chung đối tượng cơ thể với một đối tượng 
có mặt phẳng chuẩn ở cả hai lần quét mẫu, sau đó 
căn cứ vào mặt chuẩn để ghép mẫu. Tuy nhiên với 
phương pháp này đối tượng dùng làm chuẩn làm 
ảnh hưởng tới quá trình quét mẫu.
- Trong nghiên cứu này, lựa chọn chuẩn theo 
mục đích nghiên cứu, mẫu quét dùng để thiết kế áo 
do đó cần đảm bảo chính xác khu vực áo trên các 
mẫu quét, lựa chọn mặt chuẩn là mặt phẳng ngang 
qua điểm đầu ngực và điểm xa nhất của mông sẽ 
đảm bảo độ chính xác phần thân phục vụ thiết kế áo.
- Ngoài ra cần hạn chế tối đa việc điều chỉnh 
các mẫu quét theo chiều cao để không gây ảnh 
hưởng tới các kích thước đo nhân trắc từ máy quét.
3.3.1. Xây dựng hệ tọa độ riêng từng mẫu
Sử dụng các công cụ của Rapidform để dựng 
hình và xác định đường trục cơ thể đảm bảo độ 
chính xác phần thân giữa hai mẫu.
Các công cụ Rapidform dùng xây dựng hệ tọa 
độ cục bộ của mô hình lưới quét
Công cụ Biểu tượng Nhiệm vụ
Plane Xây dựng mặt phẳng.
Mesh 
sketch
Khởi tạo môi trường 
phác thảo 2D trên một 
mặt phẳng với tham 
chiếu theo lưới 
Spline Xây dựng đường 
cong Spline trong môi 
trường phác thảo 2D.
Line Xây dựng đoạn thẳng 
trong môi trường phác 
thảo 2D.
Convert 
Entities
Hình chiếu của đối 
tượng lên mặt phẳng 
đang phác thảo
Vector Xây dựng đường tâm 
trong không gian 3D
Extrude Tạo bề mặt theo một 
hướng từ phác thảo 2D
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology46 Khoa học & Công nghệ - Số 16/Tháng 12 - 2017
Hình 3.4. Hình ảnh tạo các mặt phẳng cắt chuẩn
Hình 3.5. Hình ảnh xác định tâm mặt cắt
Hình 3.6. Xác định đường trục mẫu quét
Sau khi đã xác định đường trục của mẫu, 
Xây dựng hệ tọa độ riêng của mẫu với đường trục 
là trục tọa độ, các trục tọa độ khác cần đảm bảo 
không làm thay đổi kích thước theo chiều cao cơ 
thể của mẫu.
3.3.2. Dịch chuyển mẫu quét về hệ tọa độ chung
Sử dụng các công cụ trong Rapidform để sắp 
xếp các mô hình về hệ tọa độ chung di chuyển đồng 
nhất hệ tọa độ riêng của từng mô hình với hệ tọa 
độ chung.
Các công cụ Rapidform dùng sắp xếp mô hình 
về hệ tọa độ chung
Công cụ Biểu tượng Nhiệm vụ
Interactive 
Alignment
Sắp xếp lưới bằng 
tương tác với hệ tọa độ 
có sẵn.
Datum 
Match
Sắp xếp lưới bằng kết 
nối các cặp dữ kiện
Hình 3.7. Dịch chuyển các mô hình về hệ tọa độ chung
3.3.3. So sánh đánh giá kết quả quá trình xử lý vị 
trí mô hình quét
- Sau khi các mẫu được sắp xếp lại, có thể 
quan sát trực quan đánh giá vị trí các mẫu: Mỗi mẫu 
gán 1 màu sắc, trước khi sắp xếp các màu không lẫn 
vào nhau thể hiện vị trí không khớp nhau, sau khi 
sắp xếp, các màu hòa trộn lẫn nhau thể hiện các mẫu 
đã được sắp xếp lại vị trí phù hợp.
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 16/Tháng 12 - 2017 Journal of Science and Technology 47
Hình 3.8. Các mẫu quét cơ thể và quần áo trước và 
sau quá trình xử lý vị trí
Đánh giá chính xác hơn kết quả quá trình xử 
lý vị trí mẫu quét bằng cách so sánh hai mô hình với 
phần mềm Geomagic Qualify.
Các công cụ Geomagic Qualify dùng so sánh, 
đánh giá kết quả
Công cụ Biểu tượng Nhiệm vụ
Best fit 
Alignment
Căn chỉnh tối ưu vị 
trí các đối tượng so 
sánh
3D Compare Xây dựng đối tượng 
tổng hợp so sánh 3D
Create 
Report
Tạo văn bản báo cáo 
kết quả so sánh
Edit 
Spectrum
Thiết lập thanh đo 
màu sắc - kích thước
Section 
Through 
Object
Tạo mặt cắt so sánh 
trong so sánh 2D
Create 
Annotations
Tạo thông báo kết 
quả so sánh theo 
từng vị trí
2D Compare Xây dựng môi 
trường so sánh theo 
các mặt cắt 2D
- Thông qua sơ đồ màu sắc kết quả so sánh 
hai mô hình có thể thấy được tại vị trí vùng ngực và 
mông, hai mô hình đã được sắp xếp sai số nhỏ (Thể 
hiện bởi màu xanh lá cây trên sơ đồ).
Hình 3.9. Kết quả đánh giá chênh lệch lưới cơ thể và 
lưới Áo sau khi sắp xếp bằng phần mềm Geomagic 
qualify
Hình 3.10. Giá trị chênh lệch tại một số điểm
* Nhận xét:
- Nếu sử dụng phương pháp thực nghiệm 
quét chung mẫu quét với một đối tượng chuẩn có 
thể giúp định vị vị trí tốt hơn, tuy nhiên sẽ gây khó 
khăn cho quá trình quét mẫu và không xử lý triệt để 
sai số do hình dáng mẫu, đồng thời không có nhiều 
ý nghĩa trong nghiên cứu.
- Việc lựa chọn chuẩn phù hợp để xử lý vị trí 
mẫu sẽ giảm đáng kể sai số do quá trình quét theo 
hai thời điểm gây ra.
3.4. Xử lý chất lượng dữ liệu quét bằng Geomagic 
studio
- Mô hình lưới xây dựng đám mây điểm 
thường có chất lượng bề mặt chưa đảm bảo để sử 
dụng trong quá trình thiết kế tiếp theo. Nguyên nhân 
do máy quét mẫu, môi trường quét mẫu, phần khuất 
của mâu quét. Vì vậy cần xử lý chất lượng bề mặt 
mô hình lưới để phù hợp quá trình thiết kế tiếp theo.
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology48 Khoa học & Công nghệ - Số 16/Tháng 12 - 2017
- Quá trình xử lý chất lượng bề mặt được 
thực hiện trên phần mềm Geomagic Studio và cần 
thiết lập các thông số khi sử dụng để đảm bảo sai số 
nhỏ trong giới hạn cho phép.
- Quá trình xử lý chất lượng bề mặt mô hình 
lưới thường bao gồm các giai đoạn:
+ Giảm nhiễu, loại bỏ dữ liệu quét thừa.
+ Điền đầy các vị trí thiếu dữ liệu quét.
+ Làm mịn và làm mịn tinh các vị trí chất 
lượng quét kém.
+ Tối ưu các đường bao quanh dữ liệu quét.
Hình 3.11. Xử lý chất lượng bề mặt lưới bằng các 
công cụ của phần mềm Geomagic Studio
Các công cụ Geomagic Studio dùng xử lý chất 
lượng bề mặt lưới mẫu quét
Công cụ Biểu tượng Nhiệm vụ
Mesh 
Doctor
Tự động sửa chữa các lỗi 
trong mô hình lưới
Defeature Tăng chất lượng khu vực 
trên lưới
Sand Làm mịn khu vực chọn 
trên bề mặt lưới
Fill Điền đầy lỗ trống trên bề 
mặt lưới
Edit 
Boundary
Chỉnh sửa biên dạng 
đường bao đối tượng 3D
Noise Tự động làm mịn bề mặt 
lưới theo thông số thiết lập
- Đánh giá quá trình xử lý chất lượng bề mặt 
mô hình lưới. 
- Màu sắc mô hình lưới trước và sau khi xử 
lý xen kẽ nhau thể hiện đồng đều trên toàn bộ mô 
hình lưới và sai số đã được kiểm soát trong quá 
trình sử dụng các công cụ.
(Mẫu nam)
(Mẫu nữ)
Hình 3.12. Chất lượng bề mặt lưới sau khi xử lý 
bằng Geomagic Studio
- Mô hình lưới sau khi xử lý có chất lượng 
tốt hơn, các tam giác trong lưới đồng đều, các khu 
vực nhiễu đã được loại bỏ, các khu vực thiếu dữ 
liệu đã được bổ sung. Mô hình này phù hợp với quá 
trình thiết kế tiếp theo.
3.5. Tạo mô hình đối xứng
- Trong ngành thiết kế thời trang, có thể coi 
cơ thể người là đối xứng do đó mô hình lưới được 
giữ lại một nửa bên phải và lấy đối xứng tạo mô 
hình lưới phù nhất phục vụ quá trình thiết kế.
Các công cụ Rapidform dùng tạo mô hình 
đối xứng
Công cụ Biểu tượng Nhiệm vụ
Mesh Khởi tạo môi trường 
chỉnh sửa lưới
Split Chia lưới thành nhiều 
phần
Mirror Lấy đối xứng lưới qua 
một mặt phẳng.
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 16/Tháng 12 - 2017 Journal of Science and Technology 49
(Mẫu nam)
(Mẫu nữ)
Hình 3.13. Mô hình lưới đối xứng của mẫu quét
4. Kết luận
Bài báo đã trình bày nội dung xử lý dữ liệu 
quét cơ thể người phục vụ thiết kế quần áo 3 chiều.
Sau quá trình xử lý vị trí và chất lượng lưới 
mẫu quét đã được cải thiện hơn ban đầu, các thông 
số nhân trắc không bị ảnh hưởng nhiều, giảm sai số.
Đối với đối tượng cơ thể, các tham chiếu 
dùng làm chuẩn khó xác định và có nhiều sai số 
ngoại cảnh, do đó cách thức chọn chuẩn đảm bảo độ 
chính xác của khu vực sẽ nghiên cứu là hợp lý. Khi 
áp dụng cho các đối tượng trong các lĩnh vực khác 
có các mặt chuẩn sẽ đem lại độ chính xác cao hơn.
Hai quá trình xử lý trên không chỉ sử dụng 
trong nghiên cứu này mà còn được áp dụng trong 
lĩnh vực khác như quá trình tiền xử lý dữ liệu khi 
thiết kế ngược 3D, quá trình đo đạc, so sánh đối 
chiếu sản phẩm thực tế với mô hình thiết kế, quá 
trình bổ sung sửa chữa thành phần thiếu, hỏng của 
một sản phẩm.
Tài liệu tham khảo
[1]. Tài liệu hướng dẫn sử dụng máy quét [TC]2 NX-16, Viện dệt may, Tập đoàn dệt may Việt Nam, 
2010.
[2]. TCVN 5781:2009 phương pháp đo cơ thể người, Tổng cục tiêu chuẩn đo lường Việt Nam.
[3]. Nguyễn Thị Nhung, Nguyễn Thị Kim Cúc, Nguyễn Văn Vinh, Phan Thanh Thảo, “Một số kết 
quả chế tạo thiết bị đo thông số kích thước cơ thể người bằng ánh sáng cấu trúc”, Hội nghị khoa học 
công nghệ toàn quốc về cơ khí - động lực 2016, 10/2016, trang 33-37.
[4]. Nguyễn Thị Kim Cúc, Nguyễn Văn Vinh, Nguyễn Thị Nhung, “Nghiên cứu phương pháp đo 3D 
bằng ánh sáng cấu trúc mã Gray đo kích thước cơ thể người để ứng dụng trong công nghệ Dệt may”, 
Hội nghị khoa học kỹ thuật đo lường toàn quốc lần thứ VI, 6/2015, trang 388-393.
[5]. Rapidform User Guide & Tutorial, INUS Technology, Inc. .
[6]. Help - Geomagic Qualify 2013, .
DATA PROCESSING OF THE BODY SCANNING
TO DESIGN 3D CLOTHING
Abstract:
This article introduces a new approach to processing human body data on 3D Body Scanner in 
Vietnam. In addition to the smooth surface handling of the sample, the article also provides a method for 
processing scan data of a person in two states: dressed and not wearing a shirt. This is a way to create 
a database that identifies the distance between the body surface and the clothing in a three-dimensional 
design. Handling of body data scan is an important issue in the design of 3D clothing.
Keywords: body data, body surface, 3 dimensional design.