無縫針織物的織物外觀模擬技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、在傳統(tǒng)工藝上，紡織品的設(shè)計需要經(jīng)歷多次打樣（試織）、參數(shù)修正的過程，然后才投入正式生產(chǎn)。由于每次打樣需要花費大量時間、人力和原料，而且紡織品的種類、圖案千變?nèi)f化，因此，采用實物打樣不能滿足當(dāng)前紡織品生產(chǎn)的低成本、快生產(chǎn)的需求。
　　 隨著科學(xué)技術(shù)特別是計算機相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，計算機圖形學(xué)、計算機輔助設(shè)計(CAD)越來越多的應(yīng)用于紡織品生產(chǎn)中。因此，以無縫針織產(chǎn)品為對象，研究計算機模擬織物設(shè)計過程，生成織物模擬效果，并顯示產(chǎn)品的虛擬

2、效果，具有很好的實用價值和現(xiàn)實意義。
　　 本論文以“無縫針織產(chǎn)品智能設(shè)計和虛擬加工”項目為背景，以三維Pierce線圈模型為基礎(chǔ)，從不同角度對模型進行修改，并建立了適用于針織物的三維幾何線圈模型，同時研究了紗線的毛羽、股線等三維模擬技術(shù)，用以提高織物真實感。最后結(jié)合OpenGL，在VS平臺下開發(fā)針織物外觀模擬系統(tǒng)。本文主要研究工作包括:
　　 (1)通過分析緯編針織物物理結(jié)構(gòu)和三維Pierce線圈模型，建立了適用于無縫

3、針織產(chǎn)品的紗線三維幾何線圈模型。根據(jù)紗線線圈的中心線走向，將線圈分為兩個部分:弧段（如針編弧、沉降弧）和圈柱段。紗線三維幾何線圈模型是用橢圓描述弧段、三次B樣條曲線模擬圈柱段。由于真實織物不同紗線之間在串套時受力影響，很可能導(dǎo)致紗線的彎曲或扭曲現(xiàn)象，因此相比Pierce線圈模型中圓弧描述弧段、直線描述圈柱，三維線圈模型實現(xiàn)的模擬效果更真實。
　　 (2)支持多種織物組織的織物外觀模擬，如平針組織、羅紋組織。對于平針組織，在三維線

4、圈模型基礎(chǔ)上，其織物模擬效果可利用OpenGL庫函數(shù)實現(xiàn)。與平針組織不同的是，羅紋織物常表現(xiàn)重疊現(xiàn)象，原因是其正、反線圈在銜接時在縱深方向有拉伸、橫向上會壓縮。因此本文引入壓縮系數(shù)來描述正、反線圈銜接時的重疊程度。
　　 (3)研究紗線的毛羽、股線設(shè)計方法。按照毛羽形態(tài)的不同，采用不同的毛羽方法。稀疏而且較長的毛羽效果用B樣條曲線實現(xiàn)，稠密而且較短的毛羽效果通過給紗線增加噪聲的方法模擬。股線可通過旋轉(zhuǎn)截面的方法實現(xiàn)。試驗表明:在

5、給紗線增加毛羽、股線效果后，織物模擬效果的真實感有了很大的提高。
　　 (4)實現(xiàn)了提花圖案設(shè)計。帶提花圖案的織物可看成是由不同顏色的緯平針線圈組成。在OpenGL中，通過為織物的不同線圈定義不同材質(zhì)屬性，并結(jié)合光照模型，實現(xiàn)了織物組織的提花圖案效果。
　　 (5)基于項目的需要，設(shè)計和實現(xiàn)了針織物外觀模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括三維線圈模型選擇及建模、織物外觀模擬、毛羽及股線設(shè)計、提花圖案文件保存及導(dǎo)入等功能。產(chǎn)品設(shè)計人員可以