基于粒子系統(tǒng)的三維紗線及織物模擬.pdf

1、傳統(tǒng)織物設計工藝中，需經(jīng)織物實物打樣才能知道設計效果，而織物由于花樣圖案、色彩、紗線種類繁多，采用實物打樣費工費時。織物CAD技術的發(fā)展為紡織品的設計和生產(chǎn)提供了帶來了很大的方便。它縮短了打樣時間，使產(chǎn)品的開發(fā)成本得到大幅度降低，提高產(chǎn)品的競爭力。因此織物CAD的研究具有很大的應用價值和市場前景。而紗線及其織物作為織物CAD的重要組成部分，對其模擬十分重要。
　　為了逼真地在計算機上模擬出三維紗線及其織物效果，本論文提出一種基于粒

2、子系統(tǒng)的模擬方法。粒子系統(tǒng)是迄今為止計算機圖形學中描述不規(guī)則對象最成熟的理論之一，也是視景仿真領域模擬自然現(xiàn)象和特殊效果的方法中視覺效果最好的一種。本文把粒子系統(tǒng)運用到三維紗線和織物模擬中，實現(xiàn)了三維紗線及其織物的真實感模擬。具體研究工作如下：
　?。?）綜合分析了紗線和織物模擬技術的研究現(xiàn)狀，并指出了其重要的研究意義和廣泛的應用前景。
　?。?）基于粒子系統(tǒng)理論與纖維的形態(tài)結(jié)構與性質(zhì)，用點作為基本粒子來模擬纖維。通過對纖維

3、幾何模型建模、采用包圍盒技術提取模擬纖維的粒子、纖維幾何模型填充渲染以及添加紋理等過程,首先實現(xiàn)了三維纖維的模擬。
　　（3）基于紗線的幾何結(jié)構特性，采用空間螺旋線方程對三維紗線進行建模。用模擬纖維時提取出的粒子對該紗線模型填充渲染，從而實現(xiàn)了三維紗線的模擬。在此基礎上，通過對構成紗線的粒子位置變換和顏色的漸變實現(xiàn)了花式紗線的模擬。為使紗線模擬更具真實感的紗線，采用三次樣條插值的方法實現(xiàn)了紗線毛羽的模擬。最后通過對模擬出的三維紗線