[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

本發明公開了一種基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法，通過建立紗線表面幾何模型；選擇簡單光反射模型，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；隨后確定紗線浮長線中心點的光強；最后進行織物外觀的仿真。本發明通過對紗線浮長線表面的光強分布情況進行分析，建立相應的數學模型，從而獲得了較為準確紗線浮長線上每個點的光強分布系數；在保證織物外觀真實感效果模擬的基礎上，大大降低織物外觀仿真算法的難度，提高織物外觀仿真算法的效率；提高了織物外觀仿真模擬的效果，織物在計算機中的仿真模擬效果更加接近真實的織物效果，從而盡可能地取代打小樣工作，用仿真樣代替實物樣。

技術領域

本發明屬于織物外觀仿真模擬技術領域，具體涉及一種基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法。

背景技術

織物外觀仿真是利用計算機圖形技術將設計人員的設計意圖以織物仿真模擬的方法在顯示器上快速、形象、直觀地顯示出來。織物計算機仿真技術的應用，對于提高紡織產品的設計效率，降低產品設計成本，提高企業效益和快速反應能力等方面都具有重要的意義。但由于構成織物的紗線具有柔韌性、線密度小以及有毛羽等特點，所以織物外觀模擬是一個比較困難的問題，同時也是紡織CAD系統要解決的重要問題之一。

基于真實感圖像生成的織物外觀仿真方法，由于能準確地描述織物中紗線的空間結構，得到較逼真的三維立體模擬效果，因此較好地織物仿真效果。顧等人(顧爾丹，馬凌洲，許端清，等.提花織物外觀的計算機模擬生成[J].系統仿真學報，2001，13(3):400-403)通過對織物浮長的光照處理提出了用光照因子模板來實現的方法，減少了計算量，提高了模擬速度。張等人(張瑞云，黃新林，李汝勤.機織物的計算機三維模擬[J].紡織學報，2005，26(1):62-63，69)采用Bezier曲線去擬合紗線表面形態，并考慮紗線的飄移與壓縮等因素，借助于Open GL開發工具，實現機織物三維模擬。商等人(商欣萍，徐世瑞，陳怡星.機織物組織計算機仿真模擬的數學模型與實現方法[J].中國紡織大學學報，2000，26(5):43-47)將紗線抽象為圓柱體，再考慮紗線的軸向彎曲，并分別建立光強函數，最后將兩光強模型疊加得到最終的光強函數，從而實現織物的模擬。王等人(王志東，顏鋼鋒，張森林.提花織物外觀計算機模擬實現方法[J].紡織學報，2004，25(1):106-108)以光照產生的明暗效應為基礎，分析了紗線在織物中的分離、聚攏效應及浮長線對織物外觀的影響，結合人工智能判斷算法模擬織物的外觀。

上述方法在一定程度上提高了織物模擬的真實感，推動了織物CAD技術的發展，但在織物外觀模擬效果和算法的效率及可行性等方面還有待于進一步提高。基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法是在織物真實感圖像的生成方法基礎上，通過對織物表面紗線浮長線的光強變化情況進行分析，提出了一個織物外觀仿真的快速算法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法，能夠實現織物外觀的快速仿真，解決現有織物外觀仿真方法效率低的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于紗線浮長線光強分布的織物外觀仿真方法，具體按以下步驟進行：

步驟1：建立紗線表面幾何模型；

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3：確定紗線浮長線中心點的光強；

步驟4：進行織物外觀的仿真。

本發明的特征還在于，

步驟1中，紗線表面幾何模型的建立過程為：

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；