織物設(shè)計(jì)與虛擬場(chǎng)景模擬一體化集成系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文研究開(kāi)發(fā)了一套集織物設(shè)計(jì)、織物模擬到虛擬場(chǎng)景仿真于一體化的織物CAD集成系統(tǒng)，不但為織物設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供了便捷工具，而且也為消費(fèi)者選擇織物、預(yù)知產(chǎn)品的視覺(jué)效果提供了幫助。本論文主要研究了織物CAD集成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：組織編輯、分色技術(shù)、紗線模擬、織物真實(shí)感模擬、蜂巢組織外觀的產(chǎn)生原理、虛擬場(chǎng)景仿真等。 組織編輯功能的強(qiáng)弱直接影響到織物CAD系統(tǒng)的實(shí)用性。作為整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，本論文首先研究了經(jīng)緯組織點(diǎn)取反、角度旋轉(zhuǎn)

2、變換、對(duì)稱(chēng)軸變換、翻轉(zhuǎn)變換、山形斜紋變換、移位變換等十幾種組織編輯的算法，并在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了這些編輯功能。 曲線斜紋和復(fù)合斜紋是變化斜紋的兩大類(lèi)型，在織物設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。本文研究了一種以復(fù)合斜紋為基礎(chǔ)的曲線斜紋快速生成的新算法，創(chuàng)建了左移矩陣函數(shù)，建立了曲線斜紋生成的理論模型，只要輸入基礎(chǔ)組織、飛數(shù)個(gè)數(shù)及飛數(shù)變化方向，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成曲線斜紋的組織圖。新算法可以快速簡(jiǎn)便地設(shè)計(jì)曲線斜紋。 分色是印花CAD和紋織CAD系統(tǒng)

3、中需要解決的首要問(wèn)題。本文研究了一種采用快速迭代方法實(shí)現(xiàn)等距離聚類(lèi)分析的分色算法，對(duì)于任意一幅給定的圖片可以快速而又準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)其設(shè)定顏色種類(lèi)的分色。 織物真實(shí)感模擬是仿真技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文首先從影響紗線的幾個(gè)主要因素顏色、紗支、捻度、捻向、毛羽、光照性能等入手，建立了紗線的模型，用戶(hù)只要輸入這些因素的主要參數(shù)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)紗線模擬。用戶(hù)可以根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)色PANTONE色卡進(jìn)行顏色編輯，也可以根據(jù)需要自己編輯色卡以備調(diào)用。

4、本文還建立了段染紗和雪尼爾紗的紗線模型并實(shí)現(xiàn)了段染紗和雪尼爾紗的模擬。 為進(jìn)行織物表面模擬，本文建立了紗線縱橫向幾何結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)紗線排列及織物密度，結(jié)合光照模型，實(shí)現(xiàn)了織物的模擬，不但增強(qiáng)了普通織物模擬的立體感，而且還可以模擬經(jīng)緯同色的素織物及經(jīng)緯同色但不同捻向相間排列所產(chǎn)生的隱條效果。本文還實(shí)現(xiàn)了段染紗和雪尼爾紗織物的模擬，并對(duì)典型的復(fù)雜組織---蜂巢組織進(jìn)行了織物外觀產(chǎn)生原理的探討，找出了影響蜂巢組織外觀的主要因素，最后從

5、織物結(jié)構(gòu)相角度對(duì)蜂巢織物的外觀產(chǎn)生原理進(jìn)行了分析，為復(fù)雜組織外觀真實(shí)感模擬奠定了基礎(chǔ)。本文采用網(wǎng)格技術(shù)和紋理映射進(jìn)行織物虛擬場(chǎng)景真實(shí)感模擬，建立了網(wǎng)格拉伸、旋轉(zhuǎn)、平移、網(wǎng)格頂點(diǎn)調(diào)整等網(wǎng)格調(diào)整工具，用戶(hù)可以自己輸入場(chǎng)景圖片，然后根據(jù)圖片性質(zhì)交互地進(jìn)行網(wǎng)格調(diào)整；利用坐標(biāo)變換建立了色空間HSV與RGB的轉(zhuǎn)換關(guān)系，經(jīng)驗(yàn)證此關(guān)系能較好地反映色彩的轉(zhuǎn)換，且建立的色空間其均勻性更符合人眼對(duì)色彩的感覺(jué)。 織物設(shè)計(jì)是一項(xiàng)整體設(shè)計(jì)，應(yīng)從織物的使用目