基于粒子系統(tǒng)的三維紗線及織物模擬.pdf

1、傳統(tǒng)織物設(shè)計(jì)工藝中，需經(jīng)織物實(shí)物打樣才能知道設(shè)計(jì)效果，而織物由于花樣圖案、色彩、紗線種類繁多，采用實(shí)物打樣費(fèi)工費(fèi)時(shí)?？椢顲AD技術(shù)的發(fā)展為紡織品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供了帶來了很大的方便。它縮短了打樣時(shí)間，使產(chǎn)品的開發(fā)成本得到大幅度降低，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。因此織物CAD的研究具有很大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。而紗線及其織物作為織物CAD的重要組成部分，對(duì)其模擬十分重要。
　　為了逼真地在計(jì)算機(jī)上模擬出三維紗線及其織物效果，本論文提出一種基于粒

2、子系統(tǒng)的模擬方法。粒子系統(tǒng)是迄今為止計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中描述不規(guī)則對(duì)象最成熟的理論之一，也是視景仿真領(lǐng)域模擬自然現(xiàn)象和特殊效果的方法中視覺效果最好的一種。本文把粒子系統(tǒng)運(yùn)用到三維紗線和織物模擬中，實(shí)現(xiàn)了三維紗線及其織物的真實(shí)感模擬。具體研究工作如下：
　　（1）綜合分析了紗線和織物模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并指出了其重要的研究意義和廣泛的應(yīng)用前景。
　?。?）基于粒子系統(tǒng)理論與纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，用點(diǎn)作為基本粒子來模擬纖維。通過對(duì)纖維

3、幾何模型建模、采用包圍盒技術(shù)提取模擬纖維的粒子、纖維幾何模型填充渲染以及添加紋理等過程,首先實(shí)現(xiàn)了三維纖維的模擬。
　?。?）基于紗線的幾何結(jié)構(gòu)特性，采用空間螺旋線方程對(duì)三維紗線進(jìn)行建模。用模擬纖維時(shí)提取出的粒子對(duì)該紗線模型填充渲染，從而實(shí)現(xiàn)了三維紗線的模擬。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)構(gòu)成紗線的粒子位置變換和顏色的漸變實(shí)現(xiàn)了花式紗線的模擬。為使紗線模擬更具真實(shí)感的紗線，采用三次樣條插值的方法實(shí)現(xiàn)了紗線毛羽的模擬。最后通過對(duì)模擬出的三維紗線