[發明專利]一種基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法

有效

• 申請號: 201510542085.0
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105243175B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 祝雙武;趙輝;石美紅
• 申請（專利權）人: 山東濟寧如意毛紡織股份有限公司;西安工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.一種基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法，其特征在于，具體按以下步驟進行：

步驟1：建立紗線表面幾何模型；

步驟1.1：建立紗線的截面方程：對于橢圓形截面紗線，在YOZ平面建立經紗的截面方程為：

式中：d_jl為經紗截面長直徑，單位mm；

d_js為經紗截面短直徑，單位mm；

f_j為經紗軸心線屈曲形態方程；

步驟1.2：建立紗線交織過程中軸心線屈曲形態方程：紗線軸心線屈曲形態方程f_j實際上是紗線的軸心走向形態，軸心走向形態為正弦曲線形態，即：

f_j＝A_jsin(ω_jx)， (2)

式中：A_j為正弦曲線的振幅，其中d_js為經紗截面短直徑，d_ws為緯紗截面短直徑，h_w為織物組織循環內緯紗屈曲波高；ω_j為頻率，其中T_j為正弦曲線的周期，l_w為緯紗的幾何密度，F_j為經紗的連續浮點數；即：

步驟1.3：將式(3)代入式(1)就得到每根經紗的表面的幾何模型，利用步驟1.1～1.2的方法，得到每根緯紗表面幾何模型；

步驟2：利用簡單光反射模型，分析織物中紗線浮長線的光強變化情況，確定光強變化系數；

步驟2.1：確定紗線浮長線軸心截面的光強分布：

浮長在織物表面的屈曲形態呈正弦曲線，設定光源及視點均在織物正上方無窮遠處，于是浮長線中心O點的入射角為0°，根據I_d＝I_p·k_d·cosα，所以O點為反射光強最大的點，隨著曲線上的點偏離O點距離越大，入射角α越大，漫反射光強分量的衰減越大；所以，對于曲線上任意一點B，距離中心點的垂直距離BA＝Δx，入射角為α，于是tanα＝-y′(x)，得：

又因為：y(x)＝A*sin(ωx)，得：

y′(x)＝Aωcos(ωx)， (5)

將式(5)及代入式(4)得：

式中，A為振幅，ω為頻率，T為周期；

根據式(6)可以得到距離中心點為Δx點的漫反射光強為：

I_Bd＝I_P.k_d.cosα＝I_Od.cosα， (7)

式中：I_Bd為B點的漫反射光強；

I_Od為O點的漫反射光強；

步驟2.2：確定紗線浮長線橫截面的光強分布：

令紗線截面曲線上任意一點E的入射角為β，距離中心點的垂直距離為x，由式(4)得：

則對于紗線截面曲線上任意一點E的漫反射光強：

I_Ed＝I_p·k_d·cosβ＝I_Od·cosβ， (9)

根據式(7)及(9)，即得紗線浮長線光強變化情況，確定相應的光強變化系數；

步驟3：確定紗線浮長線中心點的光強；

紗線浮長線上光強是以中心O點，沿橫截面和軸心線方向衰減，則：

式中：I_O為中心點O點的光強；

L為浮長線的長度，單位像素個數；

W為浮長線的寬度，單位像素個數；

I_i,j為浮長線上任意點的光強系數；

步驟4：進行織物外觀的仿真。

2.根據權利要求1所述的一種基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法，其特征在于，步驟4中，織物外觀的仿真的具體步驟為：

步驟4.1：根據輸入的經紗直徑d_j、緯紗直徑d_w、織物經緯密度l_j和l_w，確定織物的幾何結構相、經紗屈曲波高h_j和緯紗屈曲波高h_w；

步驟4.2：在組織矩陣中進行搜索，如果當前組織點是經組織點組織矩陣中對應元素值為1，則沿著經紗方向，在組織矩陣中向上搜索，找到所有的經組織點，經組織點個數k，然后轉入步驟4.3；如果為緯組織點，跳到步驟4.8；

步驟4.3：根據經組織點個數k，緯紗密度l_w、緯紗直徑d_w計算經浮長長度L_j：

L_j＝k*l_w+(l_w-d_w)，

步驟4.4：確定經浮長右下角的位置，如果當前組織點的行標為i，列標為j，則右下角的位置x＝i*l_w，y＝j*l_j；

步驟4.5：根據式(10)計算浮長線中心點O點的光強，將光強轉換為RGB，并顯示；

步驟4.6：根據式(7)計算浮長線軸向中心點的光強，將光強轉換為RGB，并顯示；

步驟4.7：根據步驟4.6計算結果，再根據式(9)計算截面上各點的光強，將光強轉換為RGB，并顯示；

步驟4.8：如果是緯組織點，則沿著緯紗方向向左搜索，找到所有的連續緯組織的個數；

步驟4.9：利用步驟4.3～4.7的方法顯示出緯浮長線；

步驟4.10：如果組織循環內的組織點沒有被搜索完，即：組織點所在行或列小于等于經緯紗循環數，跳到步驟4.2繼續進行；否則結束。