織物設計與虛擬場景模擬一體化集成系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文研究開發(fā)了一套集織物設計、織物模擬到虛擬場景仿真于一體化的織物CAD集成系統(tǒng)，不但為織物設計生產提供了便捷工具，而且也為消費者選擇織物、預知產品的視覺效果提供了幫助。本論文主要研究了織物CAD集成系統(tǒng)實現(xiàn)過程中的幾個關鍵技術：組織編輯、分色技術、紗線模擬、織物真實感模擬、蜂巢組織外觀的產生原理、虛擬場景仿真等。 組織編輯功能的強弱直接影響到織物CAD系統(tǒng)的實用性。作為整個系統(tǒng)的基礎，本論文首先研究了經緯組織點取反、角度旋轉

2、變換、對稱軸變換、翻轉變換、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)中實現(xiàn)了這些編輯功能。 曲線斜紋和復合斜紋是變化斜紋的兩大類型，在織物設計中被廣泛應用。本文研究了一種以復合斜紋為基礎的曲線斜紋快速生成的新算法，創(chuàng)建了左移矩陣函數，建立了曲線斜紋生成的理論模型，只要輸入基礎組織、飛數個數及飛數變化方向，系統(tǒng)就會自動生成曲線斜紋的組織圖。新算法可以快速簡便地設計曲線斜紋。 分色是印花CAD和紋織CAD系統(tǒng)

3、中需要解決的首要問題。本文研究了一種采用快速迭代方法實現(xiàn)等距離聚類分析的分色算法，對于任意一幅給定的圖片可以快速而又準確地實現(xiàn)其設定顏色種類的分色。 織物真實感模擬是仿真技術的重點和難點，本文首先從影響紗線的幾個主要因素顏色、紗支、捻度、捻向、毛羽、光照性能等入手，建立了紗線的模型，用戶只要輸入這些因素的主要參數，系統(tǒng)就會自動實現(xiàn)紗線模擬。用戶可以根據國際標準色PANTONE色卡進行顏色編輯，也可以根據需要自己編輯色卡以備調用。

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

5、織物結構相角度對蜂巢織物的外觀產生原理進行了分析，為復雜組織外觀真實感模擬奠定了基礎。本文采用網格技術和紋理映射進行織物虛擬場景真實感模擬，建立了網格拉伸、旋轉、平移、網格頂點調整等網格調整工具，用戶可以自己輸入場景圖片，然后根據圖片性質交互地進行網格調整；利用坐標變換建立了色空間HSV與RGB的轉換關系，經驗證此關系能較好地反映色彩的轉換，且建立的色空間其均勻性更符合人眼對色彩的感覺。 織物設計是一項整體設計，應從織物的使用目