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基于Open Inventor的圈绒地毯花型仿真技术研究

作　者: 李青青
导　师: 孙以泽
学　校: 东华大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 织物CAD 三维仿真纱线建模 Open inventor 圈绒地毯
分类号: TS106.76
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

现有机织物CAD系统的外观模拟功能可以快速获取所设计织物的外观效果,但只适合模拟部分织物,其二维模拟图像的真实感不足,用三维图像真实模拟机织物的外观已成为新的研究方向。本课题以计算机图形学和软件工程知识为理论基础,应用纺织专业知识,对地毯中纱线的三维几何形态进行了深入分析,建立绒圈的三维几何模型,进行光照材质设置,结合地毯空间几何模型和受力模型,实现了圈绒地毯的计算机三维仿真。具体研究内容如下：纱线模拟：首先从影响纱线的几个主要因素颜色、纱支、捻度、捻向、光照性能等入手,建立纱线受力模型,模拟纱线中心线的轨迹,结合Peirce模型模拟纱线的横向几何特征,得到纱线的建立了纱线的三维模型。结合纱线的基本光照材质参数设置,模拟出纱线的真实光照效果,实现纱线的三维仿真。绒圈模拟：本文采用简化绒圈为单纱绒圈,细化绒圈表而细节的方法,建立绒圈模型。绒圈在地毯中并不是按照设计图规则排列,绒圈会发生错位、挤压变形、甚至高低圈遮挡。在地毯的整体效果模拟时,必须将这些因素考虑在内。地毯模拟：在Open Inventor三维图形系统中采用Phong模型建立地毯织物表面纱线的光照模型。根据光源的强度、位置等结合纱线的材质、结构、捻度和纱线在织物中的位置研究织物表面颜色明暗变化规律,并最终模拟地毯织物的外观效果。调整摄像机的位置和方向,可以从不同的角度观察仿真结果。通过本研究方法模拟的地毯织物外观的3D模拟效果图和实物对比,模拟图能够逼真的模拟地毯中的圈高变化,实现了二维模拟难以实现的仿真效果。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 织物仿真的国内外研究现状  9-12
    1.1.1 织物仿真技术研究现状  9-11
    1.1.2 典型织物仿真系统  11-12
  1.2 项目的研究意义  12-14
    1.2.1 项目研究的理论意义  12-13
    1.2.2 项目研究的现实意义  13-14
  1.3 论文研究内容  14-15
第二章圈绒地毯三维仿真关键技术  15-21
  2.1 圈绒地毯的几何结构  15-16
  2.2 地毯三维仿真技术  16-20
    2.2.1 地毯仿真要素  16-17
    2.2.2 地毯三维建模技术  17-19
    2.2.3 地毯物理属性仿真  19-20
  2.3 本章小结  20-21
第三章纱线的建模与仿真  21-42
  3.1 纱线的结构分析  21-25
    3.1.1 纱线截面  21-23
    3.1.2 纱线纵向结构  23-25
  3.2 单纱直纱线的模拟  25-28
  3.3 圈绒地毯绒圈中的纱线结构模拟  28-36
    3.3.1 单纱中心线平面模拟  28-32
    3.3.2 单纱中心线三维模拟  32-33
    3.3.3 单纱截而模拟  33-36
    3.3.4 纱线结构模拟  36
  3.4 纱线物理属性模拟  36-41
    3.4.1 纱线的光照模型和材质  36-38
    3.4.2 纹理映射  38-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章绒圈的仿真  42-49
  4.1 绒圈三维模型  42-43
  4.2 不同圈高的绒圈模型选择  43-45
  4.3 绒圈模型在Open Inventor下的显示  45-48
    4.3.1 程序框架结构  45
    4.3.2 三维模型显示流程  45-46
    4.3.3 绒圈的调用过程及效果  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章圈绒地毯整体仿真  49-57
  5.1 系统框架图  49-51
  5.2 圈绒地毯工艺参数模拟  51-53
  5.3 圈绒地毯随机参数模拟  53-56
  5.4 本章小结  56-57
第六章结论  57-58
  6.1 课题研究成果  57
  6.2 总结与展望  57-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
附录攻读硕士学位期间发表的论文  62

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