【摘 要】
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现存的线圈基本模型大多是由参数方程表示,与真实线圈结合不够紧密,且直接使用曲面造型技术实现线圈三维可视化的方法比较困难,造成在针织CAD中织物外观和图案的仿真效果不够
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现存的线圈基本模型大多是由参数方程表示,与真实线圈结合不够紧密,且直接使用曲面造型技术实现线圈三维可视化的方法比较困难,造成在针织CAD中织物外观和图案的仿真效果不够理想,使仿真成为CAD技术发展的瓶颈。所以,进一步研究更加准确、更加完善以及容易实现三维仿真的线圈模型对CAD技术的发展有着重要的意义。本文首先在三维空间里分析了纬编线圈结构形态特征,结合实际线圈确定了决定线圈模型形态的型值点。通过实验测量实际线圈的工艺参数,并利用所测得的实验数据计算出型值点位置与线圈工艺参数之间的关系。根据得到的型值点数据,采用非均匀有理B样条曲线建立纬编针织物线圈中心线形态模型。由于应用NURBS曲线造型技术,且型值点的数据来自于实际线圈,因此所构造的线圈中心线几何模型具有较为真实的效果。本文为高效、真实和准确的实现三维仿真,量化所构造的中心线几何模型。借助数值分析的方法,对线圈中心线进行曲线拟合分析,分段拟合出其函数表达式,用数学的方法对纬编线圈结构进行了精准的描述,为线圈三维仿真的实现提供了必要条件。利用OpenGL提供的函数库,选取绘制球体的函数,用微元法的思想将若干个球体重叠排列,其球心排列的轨迹就是NURBS曲线构造的线圈中心线,球体直径为线圈模型的直径。通过曲线拟合得到的中心线函数关系式来控制球心的位置,使球体能按照线圈中心线排列。由这些球体组合出来的线圈模型具有良好的三维效果,模型整体的曲面效果也和实际线圈比较吻合。本课题的研究在纬编线圈几何结构模型方面取得一些成果,采取曲线造型技术绘制的中心线模型改善了参数方程模型与实际联系不够紧密的缺点。在三维仿真方面,运用较为简易的方法实现了立体图形的绘制,避免了使用曲面建模带来的困难,并采用了光照和纹理映射技术增强仿真效果,可以体现出线圈相互嵌套的结构关系。其研究结果为纬编针织物三维仿真进一步完善做出了贡献。
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