為解決空間結(jié)構(gòu)復雜的多圈高簇絨地毯在實現(xiàn)其外觀三維仿真時缺乏真實感的問題,利用Rhino環(huán)境下的PythonScript實現(xiàn)了簇絨地毯外觀的三維仿真。將絨圈中心線及截面曲線分段后局部求解相關控制點坐標,再由B樣條曲線對二者進行擬合。同時考慮到地毯絨圈之間的相互擠壓導致絨圈發(fā)生了隨機偏轉(zhuǎn)變形,通過設計算法模擬了絨圈產(chǎn)生形變后的狀態(tài)。在此基礎上添加絨圈表面紋理及光照模型,進一步渲染輸出仿真結(jié)果。測試結(jié)果表明:利用B樣條曲線擬合原理并借助于Rhino-Python平臺的簇絨地毯三維仿真方法是可行的,且易于實現(xiàn);與實際地毯樣品相比,能夠較為真實地模擬不同排紗規(guī)律下多種花型圖案、絨圈高度變化的簇絨地毯。 

【文章來源】：紡織學報. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

簇絨地毯基本結(jié)構(gòu)示意圖

考慮到簇絨地毯空間結(jié)構(gòu)的復雜性，本文利用Rhino軟件所支持的PythonScript模塊通過程序算法實現(xiàn)了簇絨地毯整體外觀的三維仿真。Rhino是一款適用于建立高精度的復雜三維非均勻有理B樣條(NURBUS)模型的建模軟件，結(jié)合PythonScript能夠?qū)崿F(xiàn)通過算法生成幾何模型，并且可以自動執(zhí)行大量重復的計算任務，提高了仿真效率。圖2示出基于Rhino-Python的簇絨地毯三維仿真流程圖。文中PythonScript開發(fā)環(huán)境下編寫的簇絨地毯三維模擬程序采用模塊化設計，主要包括地毯工藝參數(shù)讀取、模型繪制、紋理添加等部分。其中，模型繪制程序?qū)Φ靥航q圈受到擠壓后所產(chǎn)生空間位置角度上的隨機變化進行了描述，反映出地毯織造完成后絨圈分布的不規(guī)則性。絨圈表面紋理及光照的添加使地毯外觀模擬獲得更加真實的效果。本文最終初步實現(xiàn)了簇絨地毯的整體外觀仿真，提供了一種可行的簇絨類織物三維仿真方案。

圖3示出二次B樣條曲線擬合原理，P0、P1和P2為該段B樣條曲線的3個控制點，P01和P12分別是線段P0P1和P1P2的中點，O是△P01P12P1邊P01P12中線的中點。分別是P0P1、P01P12和P1P2的切向矢量。二次B樣條曲線段P01OP12就是由控制點P0、P1和P2生成的，即只要求出控制點坐標便能獲得相應的B樣條曲線[9]。二次B樣條曲線總是與特征多邊形相切，根據(jù)二次B樣條曲線端點位置向量以及端點切向量的性質(zhì)[10]，可以得到如下方程組:

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多圈高簇絨地毯空間結(jié)構(gòu)分析和模擬[J]. 韓沖,孫以澤,陳廣鋒,孟婥.  東華大學學報(自然科學版). 2009(06)
[2]多圈高簇絨地毯外觀的三維仿真[J]. 韓沖,孟婥,陳廣鋒,孫以澤.  紡織學報. 2009(09)
[3]用B樣條曲面構(gòu)建紗線三維模型的研究（Ⅱ）:紗線捻度的三維模擬[J]. 鄭天勇,崔世忠.  紡織學報. 2006(03)
[4]用B樣條曲面構(gòu)建紗線三維模型的研究（Ⅰ）:具有不同截面的三維紗線模型的構(gòu)造[J]. 鄭天勇,崔世忠.  紡織學報. 2006(02)

碩士論文
[1]簇絨地毯織機織造過程中織針與底布的耦合特性研究[D]. 原蕊.東華大學 2015
[2]基于Open Inventor的圈絨地毯花型仿真技術研究[D]. 李青青.東華大學 2012
[3]紗線建模和紋織物三維仿真技術研究[D]. 夏本亮.山東大學 2010



本文編號：3334789