功能服裝CAD中三維仿真方法的研究.pdf

1、功能服裝CAD中的三維仿真方法是當(dāng)前三維CAD領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)問(wèn)題。它涉及人體熱循環(huán)、服裝-人體熱濕傳遞過(guò)程及包含神經(jīng)生理和心理方面的熱舒適度反應(yīng)等物理生理過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真，以及三維可視化等領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，是一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，也是計(jì)算機(jī)仿真與圖形學(xué)技術(shù)在服裝工業(yè)中的重要應(yīng)用。在功能性紡織材料和服裝的計(jì)算機(jī)虛擬設(shè)計(jì)、虛擬測(cè)試，服裝的虛擬穿著展示，特別是集成的服裝CAD的開發(fā)等方面，都有重要應(yīng)用。因此，對(duì)功能服裝的三維仿真方法的研

2、究，具有較為重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文的研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(60533030)的資助。功能服裝的三維仿真方法所包含的研究?jī)?nèi)容非常廣泛，本文主要研究如下幾個(gè)方面： 1.針對(duì)熱舒適度模型中人體心理生理參數(shù)難以精確量化以及心理和感覺系統(tǒng)的復(fù)雜性，提出了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的由局部到全身的熱舒適度仿真模型?；谄つw和內(nèi)核溫度及它們的變化率，對(duì)各個(gè)身體局部部位建立局部熱感覺模型，然后再建立基于各個(gè)身體局部熱感覺

3、的全身熱舒適度模型。此模型基于人體熱反應(yīng)的生理心理過(guò)程，采用擬人的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，克服了以往回歸統(tǒng)計(jì)模型的不足，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練后的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，在用于預(yù)測(cè)人體服裝熱濕仿真計(jì)算結(jié)果時(shí)，取得了較為準(zhǔn)確的結(jié)果，同時(shí)易于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。 2.對(duì)服裝熱舒適度仿真可視化技術(shù)進(jìn)行了研究。首先針對(duì)人體熱舒適度可視化的需要，提出了一種改進(jìn)的感性顏色映射方法。在感性顏色映射模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)視覺理論的色彩特質(zhì)屬性，結(jié)合人體舒適度參數(shù)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，

4、實(shí)行分段的一致顏色映射。實(shí)際可視化實(shí)驗(yàn)效果表明，新的顏色映射模型具有較好的虛擬現(xiàn)實(shí)效果，它也可以應(yīng)用在其它虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的可視化任務(wù)中。其次，針對(duì)兩節(jié)點(diǎn)和多節(jié)點(diǎn)模型，提出了真實(shí)三維表面模型映射方法，對(duì)真實(shí)人體和服裝模型的構(gòu)造方法以及網(wǎng)格分割算法進(jìn)行了詳細(xì)討論；針對(duì)有限元模型，分析了有限元可視化中的網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和剖切算法。最后，所提出的可視化處理技術(shù)被用于我們研究的服裝熱功能虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)(PSmart)中，實(shí)現(xiàn)了服裝熱舒適度仿真良好的可視

5、化效果。 3.在分析現(xiàn)有虛擬熱功能服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了一種半實(shí)時(shí)(tIMf-Live)仿真系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一個(gè)面向教學(xué)的服裝熱舒適度虛擬展示系統(tǒng)。服裝熱功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)是復(fù)雜的仿真系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)、展示等實(shí)時(shí)應(yīng)用，而單純的可視化后處理缺乏交互功能。半實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫和可視化技術(shù)，首先將仿真場(chǎng)景及仿真結(jié)果數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶可配置主要的仿真場(chǎng)景數(shù)據(jù)，然后據(jù)此確定相應(yīng)的實(shí)際仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的服裝熱