There is a typical significance in achieving the research on 3D simulation of knitted fabric. It is the research focus in field of knitting science and technology and plays as the essential foundation for knitted fabric simulation, knitted product virtual display and knitted clothing online customization. In present paper, the 3D structural features of the knitted fabric were studied. The fabric models were established based on 3D space curves. All the geographical structure data of jacquard texture, net texture and double layer 3D structure, etc. were measured through experimental methods, and the data obtained experienced mathematical analysis and disposed by parametric design. The deformation law of loops was summarized and the fabric mechanical model was built up on the basis of 3D mass-spring system. The collision detection algorithm of loops was determined by the fabric loads (both internal force and external force) mechanism, then the exact morphology and location of the loops could be achieved. Besides, the knitting cloud computing platform was established to implement the efficient simulation of knitted 3D structures. The work presented in this article will remedy the insufficient that the reality and instantaneity of knitted fabric simulation are deficient and will provide the theoretical model for practical application of knitted fabric 3D simulation. On the foundation of above study, the gloss, plush feeling and tissue effects of fiber and fabric can be achieved by using 3D rendering software. The research results with theoretical significance and application value will provide the scientific support to knitted fabric simulation, virtual display and online customization.
研究针织物的三维模拟具有非常重要的意义,它是针织面料真实模拟、针织产品虚拟展示和针织服装在线定制的理论基础,是当前针织科学技术的研究热点。本项目将研究针织物的三维结构特征,建立基于三维空间曲线的针织物基本结构模型,通过实验方法测量各种变化组织、提花组织、网眼组织、双层立体组织等的几何结构数据并进行数学分析和参数化设计;研究针织物线圈的变形规律,建立基于三维弹簧质点的针织物力学结构模型,根据针织物内力和外力作用机制确定线圈的碰撞检测算法,实现线圈形态的准确定位;建立针织云计算平台,基于云计算技术实现针织三维结构的快速运算和模拟。课题将解决当前针织物模拟中缺乏真实感和实时性的问题,为针织物三维模拟仿真进入应用阶段提供理论模型。在此研究基础上还可以采用三维渲染实现纱线和织物的光泽、绒感、纹理等真实效果。研究成果将为针织面料仿真、虚拟展示和在线定制提供科学支持,具有理论意义和应用价值。
项目通过研究针织物的三维几何结构特征解决二维几何模型不能模拟自然状态下针织物线圈受张力作用的复杂形态的缺陷;项目建立的针织物三维弹簧-质点力学模型解决针织物理论线圈结构模型无法描述线圈复杂结构、模拟效果不精细的缺陷;项目应用的互联网云计算技术解决三维模拟速度慢、只适应简单结构织物模拟的缺陷。.项目在针织物几何结构建模方面,通过对针织物组织样照拍摄、参数测量和线圈变形量回归方程的建立进行针织物三维结构特征研究,通过线圈常规情况下三维理论结构模型和线圈联动时的拓展线圈单元模型建立几何理论模型;在针织物力学结构建模方面,在长方体弹簧-质点模型的基础上进行针织物线圈形变特征研究,采用NURBS曲线连接线圈的型值点,得到线圈的三维弹簧-质点力学结构模型;在针织物三维模拟方面,研究针织物三维模型中每个质点的受力计算、数值求解和碰撞检测与响应的云计算方法,使用Visual Studio和OpenGL来实现针织物结构动态模拟。.项目明确了针织物各种针织基本单元结构的物理特征,阐明了单元线圈结构和变化线圈结构形态的数学关系,揭示了针织物线圈受内力和外力的变形规律,建立了针织物三维弹簧-质点力学模型。项目提出了基于云计算技术的针织物三维模拟方法,实现了针织物的快速模拟和虚拟展示,建立了基于互联网技术的针织物CAD系统。.项目培养了相关博士研究生3名,培养了相关硕士研究生7名,发表了SCI高水平期刊论文9篇,发表了EI期刊论文16篇,发表了CSCD期刊论文2篇,申请了相关发明专利19篇,其中已授权9篇,获得了中纺联科技一等奖一项,国家教学成果二等奖一项,软件著作权一项,成果技术转移一项。.项目解决了当前针织物模拟中缺乏真实感和实时性的问题,为针织物三维模拟仿真进入应用阶段提供理论模型;实现了纱线和织物的光泽、绒感、纹理等真实效果,为针织面料仿真、虚拟展示和在线定制提供科学支持。
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数据更新时间:2023-05-31
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