收藏本站
《东华大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

织物悬垂性静动态视觉仿真及效果评价

纪峰  
【摘要】:悬垂性是影响织物外观美感诸多因素中最重要的因素之一,具有优良悬垂性的织物容易形成良好的视觉效果。因此,在服装企业中,悬垂性能的优劣对于面料的选用和开发具有至关重要的作用。如果能够在计算机中预测或再现面料和服装的动静态悬垂效果,可大大提高面料和服装产品在设计、开发、销售等各环节的效率,也使大规模用户化服装定制成为可能并成为商业化发展的趋势之一。因此,服装面料的悬垂性模拟技术,目前已成为国内外纺织服装设计中所关注和重视的重要研究课题。 计算机技术的快速发展已使三维服装悬垂形态的仿真成为可能。然而因为服装面料的力学性能对服装的悬垂形态有至关重要的影响,因此在对服装进行仿真时,只有将织物模型或模拟计算过程与具体面料的力学特性相结合,才能使模拟的服装能客观、真实地反映实际服装的悬垂特征,即使三维服装仿真技术能够真正地发挥预测的功能。 对织物悬垂形态的模拟国内外自近二十年来已开始发展起来,研究者致力于建立和发展各种基于物理的织物模型以从视觉上对不同类型织物的静态甚至动态的悬垂行为进行模拟。然而,对资料和商业化软件的分析和研究表明,当前的面料仿真技术还远远不能满足要求。主要表现在三个方面:首先,当前的织物物理模型由于过多的理想化条件使模拟织物与实际情况存在较大差距,同时,如何对织物模型进行参数化,多数的研究工作在模型中仍以个别参量来代表织物的某方面特性,从而将织物这一复杂结构体绝对化,更加深了模拟织物与实际织物的差距;第二,模拟精度与计算速度的矛盾使得研究人员的工作往往在对两者的 摘要 折中中进行;第三,由于织物结构的复杂性和悬垂状态的随意性使得当前对织物 悬垂性模拟的评价系统并不完善,缺乏统一标准,尤其是对动态悬垂的模拟和表 征尚需进一步探索。 织物面料悬垂性的仿真工作一直是在两个各具侧重点却又相互影响、相互交 叉的领域内进行:计算机图形学领域和纺织工程CAD领域。两个领域内的研究 者从自己的目标出发己构造了各具特点的织物结构模型。其中,从表达织物微观 结构出发而构造的粒子一弹簧系统模型最初在计算机图形学领域内用于柔性、不 规则材料的模拟,在20世纪90年代经Breen,Provot等人引入织物悬垂性仿真 领域后,由于其在织物物理建模中的灵活性以及可实现更为快速的模拟计算,逐 渐在织物悬垂形态的仿真方面发挥愈加强大的作用。由于织物结构的复杂性以及 研究者对织物进行模拟的侧重点不同,粒子一弹簧模型本身也在不断的发展和完 善中。 论文的任务是用计算机模拟织物及人体着装时服装面料的静动态悬垂效 果,使观测者能够感受到不同服装面料独特的视觉悬垂风格。 论文的重点在于采用改进的粒子一弹簧模型来表达织物内部结构,并实现 织物静、动态视觉悬垂形态的模拟。作为论文的创新点之一,改进的粒子一弹簧 模型能够更加合理、准确地体现不同类型面料的物理力学特性。在模型中,将对 织物悬垂性影响显著的物理力学特性包括单位面积重以及拉伸、弯曲、剪切等进 行了抽象表达:以粒子质量来体现织物的单位面积重,以结构、剪切和弯曲三类 弹簧的作用力分别体现织物内部对伸展、剪切及弯曲等变形的抵抗作用。在织物 的悬垂过程中,内部任一微单元的剪切变形往往与起拱、弯曲等变形同时存在, 呈现复杂的空间状态,较规则的平面剪切变形复杂得多。改进的粒子一弹簧模型 摘要 在每个微单元内以两个空间剪切弹簧的伸缩变形来表达该微单元在织物悬垂过 程中的剪切变形,从而将这一空间问题简化为两个一维问题。 改进的粒子一弹簧模型在参数化过程中,根据st.venant定理结合KES系 统的拉伸实验测试数据计算结构弹簧的应力一应变关系曲线;对剪切弹簧力的计 算采用了KES系统在450斜向的拉伸实验数据,因此更适合在三维悬垂中织物 的剪切变形特征;采用基于空间几何的方法,结合织物在KES弯曲测试中表现 出的弯矩一曲率关系计算弯曲弹簧的应力一应变关系曲线,从而使模拟过程和模 拟结果能够体现不同类型面料的静态和动态的悬垂风格。 模型的参数输入之前,对KES系统的测试曲线进行数学公式拟合,论文提 出了基于最小二乘法的分段二次多项式拟合法。与前人方法相比,这一方法既保 证了对实验数据逼近的精度,又保证了模拟计算的速度。该数值方法在理论上及 应用于本课题的实践中,都证明是可行的。 在模拟服装穿着在人体上的悬垂效果时所遇到的关键或瓶颈问题之一是人 体一服装和服装一服装之间的碰撞检测问题。论文提出一种最小包围盒法来检测 并解决两类碰撞问题。包围盒法是一种基于空间几何的碰撞检测算法,其中层次 包围盒法己被广泛用于碰撞的检测和处理问题。本论文提出的最小包围盒法解决 了层次包围盒的臃肿与繁琐,在处理细节问题上显得更为灵活和稳健。最小包围 盒法的核心是采用简单、规则的空间几何体对人体数据进行逼近和包围,并替代 人体皮肤表面参与同织物粒子的碰撞检测和处理问题。该方法算法简洁,可显著 地降低计算量,在本论文的应用中得到令人满意的人体着装模拟效果。 当前对织物悬垂性模拟结果的评价方法研究还局限于感性、片面的层次上, 难以满足要求。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TS101.9

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陆永良;李汝勤;张渭源;;基于织物机械性能的服装曲面展开方法研究[J];北京服装学院学报(自然科学版);2007年03期
2 陆永良;李汝勤;张渭源;;基于省道切割的三维服装曲面展开算法[J];北京服装学院学报(自然科学版);2008年01期
3 孟宁宁;张瑞云;;基于KES测试的织物模型建立和外观动静态模拟[J];山东纺织科技;2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于海燕;织物仿真机理与集成化建模研究[D];东华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 孟宁宁;基于KES测试的织物物理模型建立和外观动静态模拟[D];东华大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钟跃崎 ,王善元;Cloth Modeling Based on Particle System[J];Journal of DongHua University;2001年02期
2 徐莹;;真实感人脸动画技术的分类探讨[J];电脑学习;2008年04期
3 钟跃崎,王善元;织物与服装仿真技术进展[J];纺织学报;2002年06期
4 柳杨;孙守迁;徐爱国;;织物物理模拟与三维服装实时仿真技术[J];纺织学报;2008年07期
5 贺士娟,李颖,杨雅妹,颜威利;基于可变形模型算法提取MRI图象脑区域的方法[J];河北工业大学学报;2002年02期
6 赵雪春,戚飞虎;基于可变形模型及像素相似性统计的自动图像分割[J];红外与毫米波学报;2000年01期
7 冉鑫,戚飞虎,方勇;基于仿射不变的分段可变形模型的图像分割[J];红外与毫米波学报;2004年06期
8 聂卉,龙朝晖;基于IMEX的织物动态仿真的近似解法[J];计算机研究与发展;2004年07期
9 计玉芳;吴锡生;;手腕骨X线片兴趣区域图像分割的研究[J];计算机工程与应用;2010年19期
10 付增良;陈晓军;叶铭;李峰;王成焘;;心脏CT图像分割方法[J];计算机工程;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 沈超;沈明忻;赵杰煜;;基于物理模型的交互式服装实时动画[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于海燕;织物仿真机理与集成化建模研究[D];东华大学;2011年
2 肖明兴;基于多体系统动力学的机织织物力学建模与仿真研究[D];东华大学;2010年
3 曾献辉;服饰智能适配系统的研究与应用[D];东华大学;2010年
4 张荣国;变形表面主动轮廓建模理论与方法[D];合肥工业大学;2011年
5 朱雷;古籍手写汉字图像分割算法研究[D];重庆大学;2011年
6 黄新林;织物悬垂性测试方法及其装置的研究[D];东华大学;2012年
7 陈(日午);关于真实感服装生成算法的研究[D];西北工业大学;2000年
8 贺士娟;脑电磁数值计算模型构造方法的研究[D];河北工业大学;2001年
9 张庆丰;织物成形模拟的有限元方法研究[D];西北工业大学;2002年
10 王进;基于视频的人脸表情建模研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
2 糜庆丰;各向异性织物建模与仿真[D];浙江大学;2011年
3 胡亮;人脸图像变形动画技术研究[D];中南林业科技大学;2010年
4 石云峰;基于Snake模型的图像分割方法研究及应用[D];西安电子科技大学;2009年
5 吴涛;偏微分方程方法在斑马鱼图像分析中的应用研究[D];南京理工大学;2011年
6 许睿;虚拟战场特效关键技术的研究与实现[D];电子科技大学;2011年
7 赵玮;MR图像脑组织分割算法的研究与实现[D];电子科技大学;2011年
8 李榕;大规模场景中刚体破坏实时模拟研究与实现[D];电子科技大学;2011年
9 谢珊珊;基于主动轮廓模型的图像边缘检测研究[D];天津理工大学;2011年
10 段宇平;医学图像的压缩及边缘检测研究[D];安徽理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛静,卢习林;基于质点-弹簧模型的三维服装模拟[J];北京服装学院学报;2005年03期
2 陆永良,胡金莲,李汝勤;虚拟环境中三维贴体衣片的设计[J];东华大学学报(自然科学版);2004年05期
3 杜赵群;于伟东;;纱线与织物风格的综合评价系统与表征方法研究——系统特征比较与基本参数确定[J];东华大学学报(自然科学版);2006年03期
4 董孚允;;织物结构力学中几个问题研究的进展[J];纺织基础科学学报;1991年01期
5 张义同,刘立厚,徐家福;织物面内的压缩模量[J];纺织学报;1999年01期
6 冯毅力,李汝勤;纺织品悬垂性的计算机仿真[J];纺织学报;2001年01期
7 钟跃崎,王善元;织物与服装仿真技术进展[J];纺织学报;2002年06期
8 纪峰,李汝勤,郭永平,冯毅力;织物悬垂性研究的追踪与展望[J];纺织学报;2003年01期
9 纪峰,李汝勤,张瑞云;基于粒子-弹簧模型的动态服装仿真[J];纺织学报;2004年06期
10 刘夙;龙海如;;纬平针织物的计算机三维模拟[J];纺织学报;2007年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈金平;基于高速运动的织物与滚筒机械系统动力学性能研究[D];东华大学;2008年
2 唐虹;基于面料物理力学性能的半紧身裙造型风格特征主客观评价与预测[D];东华大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 周玲玲;织物力学性能指标与悬垂形态关系研究[D];浙江理工大学;2010年
2 汪剑春;基于物理模型的柔性织物仿真关键技术的研究[D];武汉纺织大学;2010年
3 刘智斌;织物动感模拟的算法研究与实现[D];西安科技大学;2004年
4 肖学霞;基于FAST仪力学性能测试的织物手感客观评价研究[D];苏州大学;2005年
5 熊开春;基于实验模型的机械—织物系统若干性能研究[D];东华大学;2007年
6 褚励耘;三维柔性织物动态模拟的研究[D];东华大学;2008年
7 董向阳;基于OBB的碰撞检测算法研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
8 刘直良;基于包围盒和空间分割的碰撞检测算法研究[D];华中师范大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李静芳;参数曲线曲面在服装CAD中的造型研究[D];浙江理工大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高教处;87届中国时装节上的优胜者[J];纺织导报;1988年05期
2 宋绍华;世界流行服装新特点[J];上海纺织科技;1990年03期
3 李栋高,蒋跃兴,崔传庆;真丝绸服装内小气候状态特征分析[J];苏州丝绸工学院学报;1994年04期
4 费小妹;前进中的沪港合资上海智苓服装有限公司[J];上海农村经济;1995年11期
5 柒丽蓉;服装设计中强调突出重点[J];南宁职业技术学院学报;1996年02期
6 张柱;衬料──服装的骨架[J];甘肃轻纺科技;1997年01期
7 ;国内服装消费档次逐渐拉开[J];江苏纺织;1997年Z1期
8 王曾敬;中国服装业的回顾与前瞻[J];中国纺织;1998年12期
9 皖强;;冬季裘皮服装的挑选[J];民族大家庭;1998年06期
10 葛丽美,郭玉瑛;服装实用日语[J];东华大学学报(自然科学版);1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔凡栋;张欣;吴宇;;服装防伪技术简介及应用[A];第五届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2005年
2 ;服装行业的发展和趋势[A];2003年全国灯芯绒、卡其染整技术和发展交流会论文集[C];2003年
3 马云;;基于和谐适应性的服装色彩研究[A];2005现代服装纺织高科技发展研讨会论文集[C];2005年
4 王立权;吴健荣;刘于珑;;蒸汽发生器检修机器人碰撞检测研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 蔡鹏;赵伟;任大鹏;;行人仿真系统中的碰撞检测与避让[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年
6 张美玲;刘俊茹;;电子器件与服装的结合[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
7 姚长利;汤东阳;张晨;郑元满;刘浩军;薛典军;;三维地质建模中几何形体碰撞检测的图形分析技术[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
8 周颖慧;邹沐昌;荆雷;;虚拟环境中碰撞检测问题的分析与智能虚拟人控制的研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 ;服装、缝机共话发展[A];中国缝制械行业“十一五”发展战略高层论坛论文集[C];2005年
10 沈超;沈明忻;赵杰煜;;基于物理模型的交互式服装实时动画[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 翟维鹭 于玲;外贸服装多冒牌名为打折实抬价[N];国际商报;2005年
2 纪春江;挑选服装应注意四大要素[N];中国国门时报(中国出入境检验疫报);2000年
3 李强;服装时尚化呼唤高档次面料[N];中国国门时报;2003年
4 向岚;回归自然 呵护健康[N];科技日报;2000年
5 李泽;玉米“变”服装 环保又健康[N];科学导报;2005年
6 本报记者 彭嘉陵;大豆如何变服装[N];人民日报;2003年
7 本报实习记者 王义峰;进军高档服装 国内企业厉兵秣马[N];消费日报;2001年
8 中华全国商业信息中心,北京诺维盟资讯 梁子;2004服装市场特征解析[N];中国服饰报;2005年
9 毛立辉;时装物形的精神品质[N];中国服饰报;2007年
10 靖文;泉州服装打破三足鼎立原有格局[N];中国质量报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 纪峰;织物悬垂性静动态视觉仿真及效果评价[D];东华大学;2005年
2 熊玉梅;虚拟环境中物体碰撞检测技术的研究[D];上海大学;2011年
3 李艳波;虚拟手术中软组织建模与碰撞检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 陈(日午);关于真实感服装生成算法的研究[D];西北工业大学;2000年
5 陈明;增强现实虚实交互的若干关键问题研究[D];上海大学;2010年
6 高秀明;实现服装成衣业最优库存的供应链控制研究[D];东华大学;2005年
7 魏迎梅;虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
8 周友行;凿岩机器人孔序规划的研究与实现[D];中南大学;2003年
9 李洁;虚拟人及其在某型武器维修训练系统中的应用研究[D];南京理工大学;2010年
10 汪地;机器人远程监控系统的研究[D];上海大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任静;中国服装企业的品牌战略及核心竞争力研究[D];对外经济贸易大学;2005年
2 徐晶;图像处理中的组合和变换技术[D];长春理工大学;2003年
3 温盛军;基于Web的服装PDM系统的研究[D];郑州大学;2004年
4 张金端;轻薄毛精纺面料与双点粘合衬的配伍性研究[D];东华大学;2005年
5 裘玉英;服装加工快速报价系统的建立与应用[D];东华大学;2004年
6 郭虹;袜子服用性能评价指标的研究[D];天津工业大学;2006年
7 许周辰;基于Java ME平台2D手机游戏引擎设计与实现[D];西南交通大学;2009年
8 周婉婉;欧宁服装有限公司发展战略研究[D];上海海事大学;2005年
9 段育鹤;中国纺织服装业国际竞争力分析[D];苏州大学;2004年
10 刘子强;虚拟装配的基础研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026