Current Issue

피부에 물리적으로 닿아 감싸는 구조를 가진 의복은 인체의 움직임으로 인해 체표면 치수가 변화하는 대로 당겨지거나 늘어나며 형태가 변형된다. 이러한 의복의 변형은 동작이 진행되는 동안에 일시적으로 발생하여 움직임을 편하게 한 후 원래의 형태로 되돌아오는 방식으로 착용 목적과 용도에 맞는 기능과 적절한 착용감을 제공한다. 따라서 끊임없이 움직이는 인체의 특성을 고려하여 일상생활이나 작업환경에서 편안하게 착용할 수 있는 의복을 설계하기 위해서는 정자세뿐 아니라 반복되는 동작으로 인한 인체의 체표면 치수 변화에 대한 이해가 필요하다(Choi & Ashdown, 2010; Choi & Chun, 2011). 정확한 인체치수는 소재선택이나 여유량과 절개선 설정 등 의복의 맞음새와 활동성에 영향을 미치는 요소를 파악하고 보정 범위를 제시하는데 용이하므로 의복제작 시 발생할 수 있는 불필요한 손실을 줄여 제조공정의 효율성과 신뢰성을 높이기 위해서는 과학적이고 객관적인 계측방식을 통해 데이터를 확보하는 게 중요하다(Bye, LaBat, & DeLong, 2006; Robinette, 2012).

인체계측 방법 중 체표에 직접 계측하는 방법은 계측도구를 손쉽게 구할 수 있고 공간적인 제약이 적은 장점이 있으나 계측자의 측정방식과 습관에 따라 오차가 발생할 수 있고 시간 소모가 크며(Karla, 2001) 동작 시 체표면의 변화를 계측하는데 어려움이 따른다는 단점이 있다. 반면 3D 스캔을 통한 계측방식은 비용적인 부담과 공간적인 제약이 따르지만, 계측치를 컴퓨터로 저장하여 데이터의 보존과 즉각적인 재현이 가능하고 일관된 측정방식으로 계측자 요인으로 인한 오차를 최소화하여 정확하고 상세한 계측치를 수집하고 비교 분석하는데 매우 유용하다(Ashdown, Choi, & Milke, 2007; Daanen & Water, 1998; Lu, Wang, & Mollard, 2010). 특히 인체의 동적 자세를 측정하는데 인체 부위별로 체표면 치수가 변화하는 정도를 더욱 세밀하게 측정할 수 있어 편의성과 가용성이 높은 측정방식으로 많이 활용되고 있다(Shin & Chun, 2013). 최근에는 3D 스캐너의 보급과 활용 산업의 범위가 확대되면서 3D 인체계측을 활용한 연구 또한 활발히 진행되고 있다(D' Apuzzo, 2007; Jeong, Kim, & Hong, 2006).

인체 부위 중 하반신은 상반신보다 동작이 크고 움직임에 따른 신축과 관절의 변형 범위가 넓어 전체적인 활동량이 많으며(Hong, Uh, & Kim, 2015) 걷기, 오르기, 앉기 등 일상생활과 매우 밀접한 동작(Cleland, Kikhia, Nugent, Boytsov, Hallberg, Synnes, McClean, & Finaly, 2013; Morlock, Schneider, Bluhm, Vollmer, Bergmann, Muller, & Honi, 2001)이 반복적으로 행해지기 때문에 세부 부위의 크고 작은 체표면 변화가 동시에 발생하는 경우가 많다.

정립자세와 앉은 자세의 인체치수 변화를 살펴 본 Choi & Ashdown(2010)의 연구에 따르면, 서 있는 자세에서 앉은 자세를 취하면 엉덩이둘레가 증가하고, 앞샅둘레가 감소하면서 뒷샅둘레는 증가하며 앞다리중심길이가 늘어나면서 뒷다리중심 길이가 줄어드는 등 단일부위 체표면 혹은 체표면간 연쇄적 변화가 발생하는 것으로 나타났다. 또한, Wang et al.,(2011)은 모션 상태의 인체치수분석을 통해 고기능성 슬랙스디자인을 제시한 연구에서 인체는 동작 부위가 수축과 팽창하면서 체표면 치수가 끊임없이 변하기 때문에 의복의 맞음새를 향상시키기 위해서는 이를 고려한 적절한 여유량을 설정해야 한다고 하였다. 여유량이 부족하여 움직임과 자세를 방해하게 되면 일상생활과 건강에 영향을 미치고 작업환경에서는 위험을 초래하여 안전을 위협하게 되므로 슬랙스 패턴설계 시에는 정립자세와 동작상태의 치수 데이터 간 차이를 분석하여 여유량을 설정하고 이를 반영하는 것이 매우 중요하다고 강조하였다. 이와 같이 동작에 따른 체표면 변화가 의복의 맞음새와 기능성에 중대한 영향을 미친다는 인식이 확대되면서 3D스캔 데이터를 활용하여 동작별 혹은 모션 상태에서의 하반신 체표면 변화 분석과 이를 반영한 의복설계 시도가 꾸준히 진행되어 가고 있지만, 대부분의 연구 주제가 체표면 길이와 둘레 변화에만 치중되어 있어 너비와 두께 변화에 관한 연구는 상대적으로 상당히 미비한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 동작에 따른 3D 하반신 상세 부위의 체표면 너비 및 두께 치수 데이터의 요인을 분석하고 부위별 차이를 파악하여 팬츠 설계 시 적절한 여유량 설정의 기초자료를 제공하고자 하며 이를 통해 팬츠의 맞음새와 착용감 향상을 도모하고자 한다.

본 연구에서는 동작이 크고 움직임에 따른 관절과 체표면의 변형 범위가 넓은 하반신을 직접 스캔한 3D 형상데이터를 활용하여 동작별로 상세 부위의 체표면 너비 및 두께의 치수 변화를 살펴보고, 평균신축량과 신축률에서 유의차를 보인 치수항목요인을 추출하여 동작별 요인점수를 비교·분석하였다. 이를 통해 팬츠 설계 시 소재 선정, 패턴 변형, 여유량 설정 등에 유용한 자료를 제공함으로써 팬츠의 동작기능성을 강화하고 전반적인 착용 만족도 향상을 도모하고자 하였다.

연구를 위해 한국인 인체치수조사의 20~24세여성 평균 치수에 해당하는 여대생 13명을 피험자로 선정하여 피험자별로 너비 12항목과 두께 24항목의 총 36항목에 대해 보통걸음걷기, 계단오르기, 의자앉기 동작 시에 변화하는 체표면 치수의 평균신축량과 신축률을 계산한 후 이를 토대로 요인분석을 통해 동작별 요인점수를 비교·분석하였으며, 연구결과의 요약 및 결론은 다음과 같다.

정자세의 항목별 너비와 두께에 대한 동작별 신축률을 살펴본 결과, 보통걸음걷기 동작은 허리너비, 넙다리너비(L), 무릎앞두께(R), 발목뒤최대두께(R)에서 유의한 신장률과 무릎뒤두께(R)에서 유의한 수축률을 보였고, 계단오르기 동작은 발목최대너비(R), 허리앞두께, 배꼽수준허리앞두께, 배앞두께, 넙다리앞두께(R), 무릎앞두께(R)에서 유의한 신장률과 넙다리너비(R), 무릎너비(R), 무릎뒤두께(L)에서 유의한 수축률이 나타났으며, 의자앉기 동작에서는 엉덩이너비와 발목최대너비(R), 허리앞두께, 허리뒤두께, 배앞두께, 엉덩이뒤두께, 무릎앞두께(R), 무릎앞두께(L), 무릎뒤두께(R), 무릎뒤두께(L), 장딴지앞두께(L), 장딴지뒤두께(R), 장딴지뒤두께(L)에서 유의한 신장률과 배꼽수준허리너비, 배너비, 무릎너비(R), 무릎너비(L), 배뒤두께, 넙다리뒤두께(L)에서 유의한 수축률이 나타났다. 전체 두께항목 중 무릎앞두께(R)의 신장률이 가장 높았고, 너비항목에서는 무릎너비(R)의 수축률이 가장 높게 나타났으며 전반적인 무릎부위 두께는 신장하였으나 너비는 수축하는 결과를 보여 동작별 하반신 주요 부위의 체표면 변화를 분석한 Lee & Kim(2017)의 선행연구에서 둘레항목 중 무릎앞둘레의 신장률과 넙다리뒤둘레의 수축률이 가장 높게 나타난 결과와 일치하므로 팬츠 설계 시에는 무릎앞두께의 신장률과 무릎너비의 수축률을 반드시 고려해야 할 것이다.

전체 36개 너비와 두께항목의 정자세에 대한 동작별 평균변화량을 비교하여 유의한 차이가 나타난 너비 8항목과 두께 10항목을 분석한 결과, 두께항목은 의자앉기 동작에서 허리앞두께, 허리뒤두께, 배앞두께 무릎앞두께(R, L), 무릎뒤두께(R, L)가 가장 크게 신장하였고, 너비항목에서는 의자앉기 동작의 엉덩이너비, 넙다리너비(R), 장딴지너비(L)가 가장 크게 신장하고, 배꼽수준허리너비, 배너비, 넙다리너비(L), 무릎너비(L)가 가장 많이 수축하였다. 무릎부위의 앞뒤두께 신장과 무릎너비에서의 수축변화가 가장 크게 나타난 결과를 통해 동작 시 관절의 움직임으로 체표면에 신축이 일어나고 관절의 변형 정도에 따라 신축변화량이 달라짐을 확인할 수 있었다. 또한, 허리와복부부위는 의자앉기 동작에서 신장과 수축의 변화가 크고 너비와 두께의 신축이 반비례하는 것으로 나타나 허리와 복부부위 간 치수 변화에는 상관관계가 성립함을 알 수 있었다.

정자세에 대한 동작별 신축률을 비교하여 유의차를 보인 항목으로 요인을 추출한 결과, 총 4개 요인의 25개 항목이 추출되었다. 요인1은 총 11개의 너비와 두께항목으로 구성된 ‘허리와 좌우 무릎 구간의 너비 및 배와 왼쪽 넙다리 구간의 뒤두께’ 요인이고, 요인2는 총 5개의 너비와 두께항목의 ‘허리와 오른쪽 넙다리 구간의 앞두께 및 발목너비’ 요인이며, 요인3은 총 5개의 두께항목으로 구성된 ‘무릎 및 허리뒤두께’ 요인이고, 요인4도 총 4개의 두께항목으로만 구성된 ‘장딴지 및 발목뒤두께’ 요인이다.

추출된 4개 요인의 동작별 차이를 알아보기 위해 요인점수를 비교한 결과, 요인1과 요인3에서 유의한 차이가 나타났다. 요인1은 의자앉기 동작에서 하반신 몸통과 무릎 간 너비항목과 넙다리뒤두께 항목이 전반적으로 매우 높은 수축률을 보였고, 요인3은 하반신 부위 중 가장 높은 신축률을 보인 좌우 무릎부위의 두께항목이 모두 포함된 요인으로 요인1과 마찬가지로 관절의 움직임이 크고 체표면 변화 범위가 넓은 의자앉기 동작의 요인점수가 가장 높게 나타나 팬츠의 동작기능성 향상을 위해서는 무릎부위를 포함한 요인1과 요인3 항목에 대한 소재선택과 여유량 설정에 특히 유의해야 할 것이다.

따라서 본 연구에서는 동작에 따른 하반신 부위별 체표면 너비와 두께의 변화를 비교·분석하여 동작의 크기와 관절의 변형 정도에 따라 다양한 부위에서 신장과 수축의 증감이 다르게 나타남을 입증하였고, 이를 통해 팬츠 패턴설계 시 팬츠의 착용 만족도와 기능성 향상을 위해 정자세의 기본 패턴에 동작을 고려한 체표면의 변화를 고려해야 할 근거자료를 제시하였다.

본 연구결과는 제한적인 성별과 연령대 피험자의 일상적인 동작을 직접 스캔한 데이터를 바탕으로 도출하였으므로 피험자의 조건이나 동작이 다를 경우에는 결과의 호환성과 관련성, 적합성 등을 고려하여 반영해야 할 것이다. 이에 후속 연구에서는 본 연구의 결과를 토대로 너비와 두께의 체표면 증감이 높게 나타난 주요 부위의 여유량을 고려하여 팬츠 패턴을 설계하고, 착의평가를 통해 여유량 설정에 따른 팬츠의 동작기능성을 평가하고자 한다. 또한, 다양한 조건의 피험자를 대상으로 작업복이나 운동복 등 팬츠의 착용 목적에 따라 요구되는 특정 동작을 중심으로 체표면 너비 및 두께의 변화를 비교하여 본 연구결과와의 차이점과 유사점을 파악한다면 동작에 따른 체표면 변화가 팬츠 기능과 맞음새 향상을 위해 소재 선정과 패턴 변형, 여유량 설정 등에서 반드시 고려되어야 할 중요한 요소임을 좀 더 명확히 할 수 있을 것이다.