布 の 動 的 ド レ ー プ 特 性 と 視 覚 評 価 と の 関 連 楊 敏 壮 *, 松 平 光 男 * *
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(2) Vol.. 54,. No.. 11 (2001). 57. か と考 え られ る.基 本 的 なパ ラ メー タ と して は,布 の 基. ライ ブ ラ リー(株)の 動 画 画 像 処 理 シス テ ム を利 用 して,. 本 力 学 量,布 の 振動 特 性パ ラ メー タ[11,12],静 的 お よび. 1/60秒 の 間隔 で連 続 撮 影 し,最 大600枚. 動 的 ドレー プ係 数,布 の 反 転 変 化 を表 す パ ラ メー タな ど. る.な お,測 定条 件 と して は通 常 の 人 間 の 動 きを 考慮 し,. が 挙 げ られ る.. 反 転 角 度 は45°,角. 従 っ て,本 研 究 で は,動 画 画像 処理 シス テ ム に よ り,. 速 度 は4.2rad/sと. とBの2点. の 軌跡,速 度,加 速 度 な どに つ い て 詳 しく検討 し,主 観. 角 度 変 位 を 取 り上 げ た.. 評 価 との 関連 性 を調 べ る.. 間 の距 離 変 位,直 線ACとBCの2直. 2.3ド 験方 法. 2.1試. した.測 定 項 目. と して は,ポ イ ン トAの 絶対 速度 と加 速 度,ポ イ ン トA. 試 作 した 動 的 ドレー プ測 定 装 置 に セ ッ トした 布 の反 転時. 2.実. の 連続 画像 を取. 線 間の. レー プ 係 数 な ど の 測 定. 静 的 ドレー プ 係 数Ds,動 的 ドレー プ係 数Dd,回 転 ド レー プ増 加 係 数D rお よび200rpmに お け る回転 ドレー プ. 料. 係 数D200は 実験 に用 いた サ ン プル は,市 販 され てい る織 物 の 中 か ら. 筆 者 らが それ ぞれ 提 案 お よび 定 義 した 方 法. に よ り[1,2,13],測. シル ク,ポ リエ ス テル,レ ー ヨ ン,ウ ー ル,コ ッ トンな ど. 定 を行 っ た.. 曲 げ 振 動 特性 はKES‑LABO‑MODEL‑F2曲. げ振 動 テ ス. か ら構 造,重 量,密 度,糸 使 い,曲 げ剛 性 な どをで き るだ. タ ー を 用 い,試 料 が 幅1cm,長. け広範 囲 に収集 し,45点. と して,曲 げ振 動 特 性 を表 す パ ラ メー タ ー 第1段 階 の. の布 を選 定 した.用 い た サ ンプ. ル の概 略 を表1に 示 す. Table 1. Outlines of samples used in this experiment. さ3cm,初. 期 振 幅 を1mm. 振 幅 減 衰 率d1,第2段. 階 の振 幅 減 衰 率d2,第1段. の 振 幅 持 続 時 間S1,初. 期 振 幅 値 の1/5に. 動 持 続 時 間S2を. 階. 至 る まで の振. た て,よ こ方 向 の 平 均 値 を 取 っ た.. せ ん 断 振 動 特 性 はKES‑LABO‑MODEL‑F3せ. ん断テス. ター を改 良 した 試 験機 を用 い,布 の 下 端 に線 上 の 剛 体 重 錘(100g)を. 付 加 し,試 料 が 幅20cm,長. さ5cmと. して,. 曲 げ 振 動 特 性 を表 す パ ラ メー タ ー 減 衰 曲線 か ら減 衰 率 が 最 大 とな るせ ん 断 角 の 大 き な領 域(>4.0deg.)に る 減 衰 率kL,お. さな 領 域(<1.6deg.)に Note: *Thickness. is measured. 図1の. 的 ド レー プ に 関 す る 測 定 方 法. た て,よ こ 方. 観評価. 動 的 ドレー プ 測 定装 置 に 各 サ ン プル を ラ ン ダ ム にセ ッ よ うな 動 的 ドレー プ測 定 装 置 にサ ンプ ル を セ ッ. トし,測 定 条件 を整 え る た め,1分. お け る減 衰 率ksを. 向 の 平 均 値 を取 っ た.. at the pressure 0.5 gf/cm2. 2.4主 2.2動. おけ. よ び減 衰 率 が 最 小 とな るせ ん 断 角 の 小. トし,支 持 台 の反 転 角度 を45°,角. 間揺 動 させ た 後,生. じた ノー ドの 外側 か ら5mmの. とこ ろ(図1のA)お. び 支 持 台 の 外縁 部(図1のB)に. 黒 い 印 を 付 け る.次 に,. た条 件 で 揺 動 させ,18名. よ. 速度 を4.2rad/sと. し. の 女 子大 学 生 に よ り,各 主観 評. 価 項 目に つ い て評価 を行 った.主 観 評価 の項 目は動 的 な美 し さ の 表 現 に よ く使 わ れ て い る 言 葉 を 参 考 に し て [5,7,13,14],次 の よ うな9項. 目を選 択 した.す な わ ち 「 流. れ る よ うな動 き」,「 リズ ミカル な 動 き 」,「 舞 い 上が る よ うな動 き」,「 軽 や か な 動 き」,「 しなや か な動 き」 「 優 雅 な 動 き 」,「 生 き生 き とした動 き」,「 ダイ ナ ミック な 動 き」お よび複 合 的 な 「 美 しい動 き」で あ る.そ れ ぞ れ の 項 目をSD法 単 極 尺度[15]に よる5段 階 評 価 を行 い,非 常 に高 い と思 わ れ るサ ンプ ル に5点 → やや 高 い サ ン プル に 4点 → 普 通 と思 わ れ るサ ンプ ル に3点 → やや 低 い サ ン プ ル に2点 → 非 常 に低 い サ ン プル に1点 を付 け得 点 化 した. 3.結. 3.1布 Fig.1 Equipment to measure dynamic drapeability of fabrics. 果 お よび 考 察. の動 的運 動 軌 跡. 連 続 撮 影 した 画像 か らそれ ぞれ の ポイ ン トAを 一 枚 の. T175.
(3) J. Text. Mach. Soc. Japan. 58. 画 像 に つ な げ る と,布 の 動 的 運動 軌 跡 が 現れ る.図2に 示 した の は 代 表 的 な4つ. Table 2 Basic mechanical. parameters of samples. の 異 な る サ ンプ ル が,一 回 の揺. 動 内 に設 定 した ポイ ン トAの 軌 跡変 化 の様子 で あ り,異 な る布 に よ りその 軌 跡 の差 が 明 らか に示 され てい る.ま た, こ の4つ のサ ンプ ル の 基 本 力 学 量 を表2に 示 す.サ. ンプ. ル1は 往 復 す る ときの 軌 跡 が ほぼ 重 な っ て い る の に対 し て,サ. ンプ ル2,3,4は. 布 を構 成 す る物 性 に よ り,そ. れ ぞ れ 異 な る軌 跡 を示 す.表2か. らサ ン プル3,4は. 曲. げ 剛 性 や せ ん 断 剛 さが 小 さく,こ れ らが 小 さい ほ ど往 復 の 軌 跡 の 差 が 大 き くな る傾 向 にあ る とい うこ とが わ か る.. Samnle. 1. Samnle. 2. こ こで は往 復1回 の揺 動 を1周 期 と して,動 的 ドレー プ 装 置 の 反 転 角度 が45°,角 速 度 が4.2rad/sの 条 件 で, 所 要 時 間 は 大 体1秒 で あ る.し か し,支 持 台 に設 定 した ポ イ ン トBの 速 度 変 化 か ら左 右 に揺 動 す る時 間 は や や 差 が あ り,停 止 す る段 階 の時 間 も多 少 異 な る.す な わ ち, 1回 目の停 止 で は0.10秒. に対 して,2回. 目の 停 止 で は. 0.17秒 で あ る.特 に揺 動 す る とき,運 動 曲線 は 穏 や か な 曲線 で は な く,少 々変 動 して い る こ とが わ か っ た.こ れ Samnle Fig. 2 Swinging. 3. Samnle track. of point. 4. は著 者 ら既 報 の研 究 結 果[2]と 少 し異 な り,そ の 理 由 と し て は,今 回 の動 画 画 像 処 理 シス テ ム の 測 定 精度 が 大 幅 に. A. 向上 した た め,動 的 ドレー プ 測 定 装 置 の ギ ア に よ る伝 動 部 分 の 微 小 な 変 化 で も検 出 され た の で あ る.. 3.2速 度お よび加速度 の変化 図2か. す べ て の 布 に対 して,ポ イ ン トAの 速度 変化 は ポイ ン. らポ イ ン トAの 変位 を微 分 す る と,速 度 変化 の. 曲線 が 求 め られ,さ イ ン トAの. トBよ. らに この速 度 曲線 を微 分 す る と,ポ. り高 い レベ ル に あ り,そ の 速度 変化 は支 持 台 の速. 度 変 化 お よび 布 の 物性 に 強 く依 存 して い る.つ ま り,支. 加 速 度 変 化 が求 め られ る.比 較 す るた め に,. 持 台 の 速 度 が 変 化 す れ ば,そ の 上 にセ ッ トした布 の 速 度. 支持 台 に設 定 した ポイ ン トBの 速 度 と加 速度 も求 め,そ. もそ れ に 応 じて 変化 す る が,布 の重 さ,曲 げ特 性,せ ん. の結 果 を例 と して 図3に 示 す.. 断 特性 な どに よ り,お のお の の布 がそ れ ぞれ 独 特 の 速 度 変 化 曲線 が 得 られ る.特 に注 目す べ き こ とはポ イ ン トB が停 止 して い る 間 で も,ほ. とん どの布 が ま た動 い た り,. 振 動 した りして い る. 普 通 人 間 の 目で見 た布 が 美 しい か ど うか は この よ うな 運 動 曲線 に詳 しく記 録 され て い る.表2か. ら曲 げ 剛性,. せ ん断 剛 性 が小 さい ほ ど最 大 速 度 が 小 さ くな り,支 持 台 の停 止 して い る 間の 速 度 変 化 も大 き くな る傾 向 が あ る. も しい くつ かの パ ラ メー タで 布 の 運 動 曲線 の 主 な情 報 を 解 明 で きれ ば,布 の 美 し さに関 す る数 値 化 の 表 現 が で き, 客 観 的 な評 価 も実 現 で き る と考 え られ る.従 っ て,速 度 曲 線 を 高 速 フー リエ 変 換 して(FFT),各 幅 を求 め る.図4にFFT分. Fig. 3 Speed change of point A and B. T176. 周 波 数 で の振. 析 に よ り得 られ た結 果 の 例 を.
(4) Vol.54,No.11(2001). 59. 示 す.. 3.32直. 線 間 の角 度 変位. 連 続 撮 影 され た 画 像 か ら図2に CBの2直. 線 の 角 度 変位 ∠ACBを. に示 す.ポ. イ ン トB,Cが. 示 した よ うにCAと 求 め,そ の 結 果 を図6. 固 定 され て い る た め,こ の 角. 度 変 位 は 実 に ポ イ ン トAが2次. 元 の平 面 でCを 中心 と し. た接 線 方 向 へ の運 動 変 化 を示 す.布. の物 性 に よ りそ の 角. 度 変 位 の 差 が 明 らか で あ る.全 体 と して布 の 曲 げ剛 性, せ ん 断 剛性 が 小 さい ほ ど角 度 の変 位 が大 き くな る傾 向が あ り,つ ま り揺 動 す る とき布 の揺 動 量 は大 きい こ とを示 し,軽 や か な動 き な どの表 現 に何 か意 味 が あ る と思 わ れ る. Fig. 4 Amplitude and frequency. of speed by FFT. す べ て の サ ンプ ル に対 して周 波 数2Hzの. 近 くで 大 き. な ピー クが 存 在 し,こ れ は ち ょ う ど片 方 向へ の 揺 動,即 ち 半周 期(0.5秒)の. とこ ろ で,速 度 の変 化 が 一 番 大 き. い こ とを示 す.つ い で周 波 数4Hzの. 近 くに2番. 目の ピー. ク が あ り,こ れ は動 的 ドレー プ装 置 の伝 動 部 分 の影 響 に よ り起 こ っ た速 度 変 化 で あ る.こ こ で は,そ れ ぞ れ の 布 に よ り各 周 波 数 で の振 幅 の差 が 明 らか で あ る.各 周 波 数 で の振 幅 はお のお の の布 の運 動 特 徴 を表 し,一 般 的 に 曲 げ剛 性,せ ん断 剛 性 の小 さいサ ン プル に対 して 低 周 波 数 領 域 で は振 幅 が小 さい が,高 周 波 数 領 域 で は振 幅 が ほ か の サ ン プル よ り大 き い傾 向 が あ る こ とを示 す.特. に図3. Fig. 6 Angle. displacement. of •ÚACB. の速 度 曲線 か ら支 持 台 が停 止 して い る 間 に ポイ ン トAの 変化 間 隔 は だ い た い0.1〜0.05秒 て い る周 波 数 は10〜20Hzで. 図7はFFTに. で あ り,そ れ と対 応 し. 示 す.ほ. あ り,リ ズ ミカル な動 き な. よ り得 られ た周 波数 と角度 変 位 の振 幅 を. とん どの サ ンプ ル に 対 して周 波 数1Hzか2Hz. どの 表 現 に何 か意 味 が あ る と考 え られ る.し た が っ て,. の 近 く に大 きな ピー クが 存在 し,ま た,一 部 分 のサ ン プ. 本研 究 で は支 持 台 が停 止 して い る 間 の最 大速 度 と最 小 速. ル は 周 波 数5〜10Hzの. 度 との 差,振 幅 が2Hz,4Hz,10Hz,20Hz近. 間 に複 数 の 大 き な ピー ク が存 在. して い る.し た が っ て,本 研 究 で は 角度 の最 大 変 位 量 お. くの ピー. ク値 をパ ラメ ー タ と して 主観 評 価 との 関連 性 に使 い,そ. よび 周 波 数 が1Hz,5Hz,10Hz近. れ ぞ れ △V,V2Hz,V4Hz,V10Hz,V20Hzで. パ ラ メー タ と して 主 観 評 価 との 関 連性 に使 い,そ れ ぞれ. 表 示 す る.. 図5に 加 速度 の 変化 曲線 を示 す.支 持 台 が停 止 す る と. △. θ,θ1Hz,θ5Hz,θ10Hzで. くの振 幅 ピー ク値 を. 表 示 す. る.. き に反 対 方 向 へ の 大 きな加 速 度 が確 認 され た.ま た,加 速 度 と速 度 との 間 に 相 関 関係 が 非 常 に 大 きい た め,加 速 度 はパ ラ メー タ と して採 用 しな か っ た.. Fig. 7 Amplitude and frequency of angle displacement by FFT. Fig. 5 Acceleration change of point A and B. T177.
(5) 60. J.Text.Mach.Soc.Japan. 3.42点. θ1Hzの相 関 が や や 高 く,ほ か に は 非 常 に 高 い相 関が ない. 間 の 距 離 変位. た め,そ れ ぞれ 異 な る情 報 を持 っ て い る こ とが わ か る.. 連 続 撮 影 され た画 像 か らポ イ ン トAと ポイ ン トBの 距 離 変位 も求 め,そ の 結 果 を図8に 示 す.こ の2点 間 の 距 離 変位 は ポ イ ン トAがCを. Table. 3 Correlation. 中心 と した 接 線 方 向 お よび3. coefficients. between. each drape. coefficient and parameters. 次 元 空 間 で の 高 さ方 向 へ の 運 動 変 化 を示 し,舞 い 上 が る よ うな 動 きな どの 表 現 に 何 か 意 味 が あ る と思 われ る.. 3.6振 Fig. 8 Distance displacement. 動 特 性 値 とパ ラ メ ー タ と の 関 連. 布 の 曲 げ振 動 特 性 お よび せ ん 断振 動 特 性 との 相 関 関係. of points A and B. を表4に 示 す.振 動 特 性 値 は ほ とん どV2Hz,△ θ,△Vと 図9はFFTに 示 す.す. 高 い 相 関 を持 ち,せ ん 断 振 動 パ ラ メー タkL,ksと. よ り得 ら れ た 周 波 数 と 距 離 変 位 の 振 幅 を. べ て の サ ン プ ル に 対 して 周 波 数1Hzと2Hzの. 近 く に 大 き な ピ ー ク が 存 在 す る.し. た が っ て,本. 研究 で. 係 数 と布 の 振 動 特 性 との 相 関 は あ ま り高 くな い が,今 回. くの振. の い くつ か の パ ラ メー タは 布 の 振 動 特 性 との相 関 が 高 い. は 距 離 の 最 大 変 位 量 お よ び 周 波 数 が1Hz,2Hz近. こ とが わ か る.. 幅 ピ ー ク 値 を パ ラ メ ー タ と して 主 観 評 価 と の 関 連 性 に 使 い,そ. れ ぞ れ △S,S1Hz,S2Hzで. 表 示 す る. Table. 以 上 で 得 られ た パ ラ メ ー タ 間 の 相 関 関 係 を 分 析 し,相. 4 Correlation. 関 係 数 が 非 常 に 高 い パ ラ メ ー タ は 同 じ情 報 を 持 っ て い る た め,該. 高周. 波 数V10Hzと の相 関 も認 め られ る.い ま まで の 各 ドレー プ. properties. coefficients. between. vibration. and parameters. 当 パ ラ メ ー タ を 取 り外 し,次 の △V,V2Hz,V4Hz,. V10Hz,V20Hz,△. θ,θ1Hz,△S,S1Hzを. パ ラ メー タ と し. て 使 う.. 3.7主. 観 評 価 と各 パ ラ メ ー タ との 関 連. 表5に 主 観 評価 との相 関 関係 を示 す.流 れ る よ うな動 き Fig. 9 Amplitude and frequency of di stance. by FFF. はV10Hzと 一番 大 き な相 関 が あ り,つ ま り高 周 波数 部 分 の 振 幅 と強 い 関連 性 を 示 して い る.リ. 3.5各. V20Hzと 一番 大 き な相 関 が あ り,V10Hz,△V,θ1H. zと も一 定 の 関連 性 を示 す.舞 い上 が る よ うな動 きは回 転 ドレー プ. ド レー プ 係 数 とパ ラ メ ー タ と の 関 連. 静 的 ド レー プ 係 数Ds,動 レー プ 増 加 係 数Dr,200rpmに D200と の 相 関 関 係 を 表3に. 的 ド レー プ 係 数Dd,回. 転 ド. 増加 係 数D,と. お け る 回 転 ド レー プ 係 数 示 す.Dsと. △ θ,D200と. ズ ミカ ル な 動 き は. 一番 大 き な相 関 が あ り,動 的 ドレー プ係 数. Ddと もか な り大 き な相 関 を持 っ て い る.軽 や か な 動 き,. △S,. しなや かな 動 き,優 雅 な動 きお よび 生 き生 き と した 動 き は. T178.
(6) Vol.54,No.11(2001). 61. Table5 Correlationcoefficientsbetween subjectivevalues and parameters. そ の 関連 性が ほ ぼ一 致 し,△ θ,V2Hz,△S,△Vの. 順. References. に相 関 を持 ち,こ の4つ の 言 葉 の表 現 は 大 体 同 じ意 味 を 持 つ こ と を示 し,今 後 も っ と詳 しく検討 す る必 要 が あ る. [1] M.Z. Yang, L. Qin, Matsudaira,M.; J. Text.Mach.Soc. Japan, 54, T57 (2001). と思 わ れ る.ダ イナ ミ ック な動 き は動 的 ドレー プ係 数Dd と一 番 大 きな 相 関 を持 ち,回 転 ドレー プ 増 加 係 数Drと か な り大 きな 相 関 を持 っ て い る.美. も. [2] M.Z. Yang, Matsudaira,M., L. Qin;J. Text.Mach Soc. Japan, 52, T167 (1999). しい 動 きは総 合 的 な. 言 葉 で,関 連 性 が軽 や か な 動 き,し なや か な動 き,優 雅. [3] BunkaFashionCollege;"Women'swear 2, Bunkaclothes fashion lecture", Bunkapublishingbureau,P72 (1984) [4] Ueno, S., Ebata, T.; Jpn. Res. Assn. Text.End-Uses,17, 43(1976). な 動 きお よび 生 き生 き と した 動 き と近 似 し,つ ま り大 部 分 の 言葉 の 表 現 と近似 す る結 果 で あ る. 本 研 究 で は 主 観 評 価 に使 う試 料 はJIS規 127mm)の. 格(半. 径. 円形 サ ンプ ル の た め,主 観 評 価 に は こん な小. [5] Kobayashi,S., Noshi, H.; J. Text.Mach.Soc. Japan, 33, P304(1980). さい サ ン プル は評 価 しに くい とい う欠 点 が あ る.し か し, 各 パ ラメ ー タ の 測 定 と して は 今 ま で と同 じよ うな 円形 サ. [6] Matsudaira,M.; J. Text.Mach. Soc. Japan, 45, T115 (1992) [7] Izumi,K., Niwa, M.; Jpn. Res. Assn.Text.End-Uses,30, 44(1989). ンプル か ら測 定す る の が便 利 だ と思 われ る.ま た,主 観 評 価 す る学 生 は評 価 の再 現 性 と安 定性 が低 い た め,今 回 は これ らのパ ラメ ー タ と主観 評 価 との 関連 性 だ け(定 性 的 に)を 考 察 した が,今 後 の 目的 と して は主 観 評 価 の 予. [8] Miki, N., Ayada, M., Niwa, M.; J. Home Economics. Japan, 49, 119(1998). 測 式 を求 め た い の で あ る.し た が っ て,主 観 評 価 の 結 果 に とっ て,非 常 に安 定 性 と再 現 性の よ いデ ー タが 必 要 で. [9] Shinohara,A.; Sericulturalscience and technology,26, No.3(1987). あ る.こ れ に は 専 門家 や 経 験 者 に よ る主 観 評 価 が 必 要 と 思 われ る.. 4.結. [10] Kawabata,S., "The Standardizationand Analysisof Hand Evaluation,2ndEdition",Text.Mach. Soc. Japan,Osaka, Japan(1980). 論. 揺 動 に よ る動 的 ドレー プ挙 動 を検 討 した結 果,以 下 の. [12] Matsudaira,M., R.Q. Zhang;J. Text.Mach.Soc. Japan, 49, T324(1996). 結 論 を得 た. (1)動. 画 画 像 処 理 シス テ ム に よ り,布 の動 的 ドレー プ. [13] Matsudaira,M.; J. Home Economics.Japan, 38, 393 (1987) [14] Kazama,K., Takeyari,Y., Toda,T.; Jpn. Res.Assn. Text. End-Uses,8, 125(1967). 形 態 を い くつ か の パ ラ メ ー タ で 詳 し く表 す こ と が で き る. (2)こ. れ ら の パ ラ メ ー タ は今 ま で の ドレー プ 係 数, 動 的 ド レー プ 係 数 な ど と異 な る情 報 を 持 っ て. [15] Sugimura, M., Matsudaira,M.; Jpn. Res. Assn. Text. End-Uses,Submitted(2001). い る. (3)得. られ た パ ラ メー タ と布 の 曲 げ振 動,せ ん 断 振 動. [16] Saito,S.;Humanengineering,14, 315(1978). 特 性 と高 い 関 連 が 見 られ た. (4)こ. れ らの パ ラ メ ー タ と主 観 評 価 の 結 果 との 相 関 が 高 く,布 の 動 的 ドレー プ の視 覚評 価 につ い て, 客 観 評 価 シス テ ム を構 築 で きる 可能 性 が高 い.. T179.
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