密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法、系统及终端技术方案

本发明专利技术提供一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法，涉及计算机图形学领域，包括：根据产品需求，绘制织物密度分布图；读取织物密度分布图，并将其转换为织物密度矩阵；根据转换获得的织物密度矩阵确定织物弹簧—质点模型的初始状态；在所述织物弹簧—质点模型初始状态的基础上结合力学分析，生成网格变形图；在所述网格变形图的基础上建立曲线线圈模型，形成织物变形模拟图，解决了现有技术中的纬编针织物变形仿真技术主要针对线圈级别的变形，缺少针对密度非均匀分布的纬编针织物的变形仿真方法的技术问题。变形仿真方法的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法、系统及终端


[0001]本专利技术涉及计算机图形学领域，具体为一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法、系统及终端。

技术介绍

[0002]随着计算机技术的发展，电子计算机技术在纺织行业的应用也越来越多，而对织物的三维模拟仿真研究也吸引了越来越多的学者和专家的注意，对织物的三维仿真不仅可以直观的反应微观几何结构、三维空间形态和纱线间的交织、嵌套关系，还可以用于及产品的设计等方面。
[0003]为了满足针织物的设计样式和功能的多样化需求，一件纬编针织物成品往往是由不同密度(横密、纵密)的纬编组织结合而成。如针织护膝，针织防晒袖等贴身衣物，需将其设计成密度非均匀变化的样式来适应人肢体粗细不均的特点。当织物的密度分布不均匀时，织物成品的线圈并非是保持理想形态，而是会发生一定程度的变形。
[0004]这种密度非均匀分布的纬编针织物在设计过程中，缺乏有效的密度分布表征方式。另外，近几年关于纬编针织物变形仿真问题，国内学者主要研究的是线圈级别的变形，比如：在纬编基本组织中分别引入单个浮线、集圈和移圈线圈单元时线圈发生的变形；在织物中分别引入不同类型的线圈来研究它们对与其在同一横列的线圈高度的影响；现有纬编针织物变形仿真技术主要针对线圈级别的变形，缺少针对密度非均匀分布的纬编针织物的变形仿真方法。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法、系统及终端，解决了上述
技术介绍
中提出的非均匀分布的纬编针织物设计过程缺乏有效密度分布表征方式，现有纬编针织物变形仿真技术主要针对线圈级别的变形，缺少针对密度非均匀分布的纬编针织物的变形仿真方法的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法，所述方法，包括：
[0009]根据产品需求，绘制织物密度分布图；读取织物密度分布图，并将其转换为织物密度矩阵；
[0010]根据转换获得的织物密度矩阵确定织物弹簧—质点模型的初始状态；
[0011]在所述织物弹簧—质点模型初始状态的基础上结合力学分析，生成网格变形图；
[0012]在所述网格变形图的基础上建立曲线线圈模型，形成织物变形模拟图。
[0013]优选地，所述织物密度分布图，具体为：将密度非均匀分布的纬编针织织物的设计图简称为织物密度分布图，织物密度分布图在织物结构意匠图的基础上结合织物密度改进
而来,在代表线圈的单元格上涂以颜色，颜色与密度对应，其中，每种颜色所代表的组织均由相同结构和大小的线圈组合而成。
[0014]优选地，所述读取织物密度分布图，并将其转换为织物密度矩阵，具体为：将所述织物密度分布图进行数字化处理：将织物的线圈以矩阵元素的形式存储在矩阵中，矩阵中一个矩阵元素表示织物中对应位置上的一个线圈，定义该矩阵为织物密度矩阵ρ，
[0015][0016]其中，i＝1,2,
…
,m；j＝1,2,
…
,n，ρ
i,j
＝k表示织物中第i行第j列的类型为k的线圈，k＝1,2,
…
；类型相同的线圈其所在织物组织的密度相同，将其所在组织记为组织k,组织k对应一种织物密度，矩阵行数m,列数n分别表示织物在横向和纵向上的针数。
[0017]优选地，述根据转换获得的织物密度矩阵确定织物弹簧—质点模型的初始状态，具体为：将织物以线圈为单位按照纵、横两个方向进行网格划分，将织物简化成二维网格图；
[0018]所述二维网格图纵、横方向的单元格个数对应织物纵、横方向的针数，单元格的高宽对应着理想线圈的线圈高度和线圈宽度；
[0019]选取二维网格图中单元格顶点作为质点，单元格的宽、高为结构弹簧的两种长度，单元格对角线长度为剪切弹簧的长度；在织物的弹簧
‑
质点模型中，连接单元格水平和竖直方向的质点的弹簧为结构弹簧；连接矩形单元格对角线方向的质点的弹簧为剪切弹簧；
[0020]在织物的网格图中，不同密度的织物组织表现为不同大小的矩形单元格。根据密度矩阵ρ，确定织物第i行第j列的线圈的类型k值，根据线圈的类型k值来确定与其对应的线圈高度、线圈宽度，进一步确定质点的坐标，进而确定织物弹簧—质点模型的初始状态。
[0021]优选地，所述在所述织物弹簧—质点模型初始状态的基础上结合力学分析，生成网格变形图，包括：对质点进行受力分析，并建立微分方程；
[0022]选用Verlet积分方法对方程进行数值求解；
[0023]求解弹簧
‑
质点模型获得质点在一定时间步长后的位置，生成网格变形图。
[0024]优选地，所述在所述网格变形图的基础上建立曲线线圈模型，包括：采用NURBS曲线进行线圈形态模拟。
[0025]本专利技术还提供一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真系统，包括：
[0026]织物密度矩阵转换模块：用于读取织物密度分布图，并将其转换为织物密度矩阵；
[0027]初始状态确认模块：根据转换获得的织物密度矩阵确定织物弹簧
‑
质点模型的初始状态；
[0028]网格变形图生成模块：在所述织物弹簧—质点模型初始状态的基础上结合力学分析，生成网格变形图；
[0029]织物变形模拟模块：在所述网格变形图的基础上建立曲线线圈模型，形成织物变形模拟图。
[0030]本专利技术还提供一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真终端，所述终端包括处理
器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如前所述的一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法。
[0031](三)有益效果
[0032]本专利技术提供了一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法、系统及终端。具备以下有益效果：
[0033]本专利技术为密度非均匀分布的纬编针织物的变形研究提供了一种解决思路，根据织物密度分布图建立织物弹簧质点模型，对模型中质点进行受力分析并建立微分方程，采用verlet数值积分求解方程，形成织物网格变形图，在此基础上结合NURBS曲线线圈模型，形成密度非均匀分布纬编针织物仿真图，对比仿真图与实际样品，变形趋势高度一致，解决了现有技术中的纬编针织物设计过程缺乏密度分布表征方式，无法模拟密度非均匀分布的纬编针织物变形，导致利用此变形形成针织产品时需反复打样的技术问题。
附图说明
[0034]图1为本专利技术提供的一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法的流程图；
[0035]图2为本专利技术提供的一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真系统的结构示意图；
[0036]图3为本专利技术提供的一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真设备的结构示意图；
[0037]图4为本专利技术以织物总体尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法，其特征在于：所述方法，包括：根据产品需求，绘制织物密度分布图；读取织物密度分布图，并将其转换为织物密度矩阵；根据转换获得的织物密度矩阵确定织物弹簧
‑
质点模型的初始状态；在所述织物弹簧
‑
质点模型初始状态的基础上结合力学分析，生成网格变形图；在所述网格变形图的基础上建立曲线线圈模型，形成织物变形模拟图。2.根据权利要求1所述的一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法，其特征在于：所述织物密度分布图，具体为：将密度非均匀分布的纬编针织织物的设计图简称为织物密度分布图，织物密度分布图在织物结构意匠图的基础上结合织物密度改进而来,在代表线圈的单元格上涂以颜色，颜色与密度对应，其中，每种颜色所代表的组织均由相同结构和大小的线圈组合而成。3.根据权利要求2所述的一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法，其特征在于：所述读取织物密度分布图，并将其转换为织物密度矩阵，具体为：将所述织物密度分布图进行数字化处理：将织物的线圈以矩阵元素的形式存储在矩阵中，矩阵中一个矩阵元素表示织物中对应位置上的一个线圈，定义该矩阵为织物密度矩阵ρ，其中，i＝1,2,
…
,m；j＝1,2,
…
,n，ρ
i,j
＝k表示织物中第i行第j列的类型为k的线圈，k＝1,2,
…
；类型相同的线圈其所在织物组织的密度相同，将其所在组织记为组织k,组织k对应一种织物密度，矩阵行数m,列数n分别表示织物在横向和纵向上的针数。4.根据权利要求3所述的一种密度非均匀分布纬编针织物变形仿真方法，其特征在于：所述根据转换获得的织物密度矩阵确定织物弹簧—质点模型的初始状态，具体为：将织物以线圈为单位按照纵、横两个方向进行网格划分，将织物简化成二维网格图；所述二维网格图纵、横方向的单元格个数对应织物纵、横方向的针数，单元格的高宽对应着理想线圈的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汝欣，彭来湖，史伟民，胡旭东，朱婉珍，沈春娅，戴宁，李建强，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：