為解決空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多圈高簇絨地毯在實(shí)現(xiàn)其外觀三維仿真時(shí)缺乏真實(shí)感的問題,利用Rhino環(huán)境下的PythonScript實(shí)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(guān)控制點(diǎn)坐標(biāo),再由B樣條曲線對(duì)二者進(jìn)行擬合。同時(shí)考慮到地毯絨圈之間的相互擠壓導(dǎo)致絨圈發(fā)生了隨機(jī)偏轉(zhuǎn)變形,通過設(shè)計(jì)算法模擬了絨圈產(chǎn)生形變后的狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上添加絨圈表面紋理及光照模型,進(jìn)一步渲染輸出仿真結(jié)果。測(cè)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(tái)的簇絨地毯三維仿真方法是可行的,且易于實(shí)現(xiàn);與實(shí)際地毯樣品相比,能夠較為真實(shí)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(xué)報(bào). 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(fù)雜性，本文利用Rhino軟件所支持的PythonScript模塊通過程序算法實(shí)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(fù)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(dòng)執(zhí)行大量重復(fù)的計(jì)算任務(wù)，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(shè)計(jì)，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(jī)變化進(jìn)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(shí)的效果。本文最終初步實(shí)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(gè)控制點(diǎn)，P01和P12分別是線段P0P1和P1P2的中點(diǎn)，O是△P01P12P1邊P01P12中線的中點(diǎn)。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(diǎn)P0、P1和P2生成的，即只要求出控制點(diǎn)坐標(biāo)便能獲得相應(yīng)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(diǎn)位置向量以及端點(diǎn)切向量的性質(zhì)[10]，可以得到如下方程組:

【參考文獻(xiàn)】：
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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(xué)報(bào). 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(xué)報(bào). 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(xué)報(bào). 2006(02)

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



本文編號(hào)：3334789