基于3DS MAX7.0软件平台织物结构和表面效果的三维模拟
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摘要
应用计算机软件对织物结构的模拟,是当前纺织领域研究的热点之一。目前市场上三维模拟软件主要有AutoCAD、Creator&Vega以及3DS MAX7.0。应用于织物结构和表面效果模拟的,目前主要是织物CAD等软件,也是国内应用于纺织行业的主要软件之一。如何实现对织物结构的模拟,以达到快速实现设计的目的,也是纺织设计人员的研究热点之一。
使用计算机软件辅助织物设计并没有完全发挥出潜力。其主要原因是一方面软件在开发之初并没有针对某个特定的行业功能进行设计;另一方面,织物设计者对相关设计软件提供的功能缺乏深入、系统的了解,在观念上没有利用计算机辅助织物结构设计与分析的主动性。
本文的研究重点就是应用3DS MAX7.0软件,对织物结构和表面效果实现三维模拟,着重研究简单组织及三维组织织物结构的模拟的实现。采用NURBS曲线,避免放样后出现尖锐拐角,用圆形模拟纱线截面。根据织物组织图,完成对控制点的三维坐标计算,达到对曲线的空间交织,利用放样建模,从而实现织物组织结构的模拟。三维组织织物结构模拟的实现需要对纱线层与层之间控制,单根曲线上的控制点不再在同一平面,控制点的坐标计算亦有所差别。对多层三维织物,利用group键实现编组功能,通过层间的复制与移动,达到要求的交织效果,从而实现多层织物的结构模拟。简单织物表面效果模拟的关键是纱线的截面形态,本文采用椭圆作为纱线的截面。
通过本文的模拟实现过程,我们不难发现,3DS MAX7.0软件在纺织产品设计领域具有一定的实用意义。
Applied the computer software to simulation of Fabric structure is one of the mostly about the study on currently textile area. The main of 3D simulation software on the market such as AutoCAD, Creator&Vega and 3DS MAX. The fabric CAD is focus on simulate the structure and appearance to fabric and it is also the main applied computer software in domestic textile industry. How realized to simulate the structure and appearance about fabric , achieved realization of design idea quickly, and it was also concerned by textile designers.
Using the computer software to assist fabric design was not complete exert it’s potential. And the main causes such as, one side the software was not aim to special industry to design at it’s earlier plan, on the other hand fabric designers learn about correlative software’s functions were not enough and they hadn’t initiatives to using the software to assisting fabric structure design and analysis.
The keystone of this paper is using the software of 3DS MAX7.0 to simulation the fabric structures and appearances, and emphases to realizing 3D simulation the fabric structure about simple weaves and 3D weaves. Adopted the NURBS Curve to modeling, and avoided the spiculat e corner to emergence, and used the circle take the place of the yarn’s section. Through the fabric pattern draft and calculated the reference points’3-axial parameters then have drawn the space interlacing curves. And have accomplished the simulation of fabric structures by Lofting of modeling. The simulation of 3D fabric structures need to adjusting the distance of between the layers, the reference points were not in the same plane with the separate curve and the method of accounting 3-axial parameters have changed. Using the function of group to edited the curves into a whole for multilayer fabrics, and with the copy and moving to completing the interlacing, and realized the simulation of multilayer fabric structure at last. In the simulation of simple fabric’s appearance, the shape of yarn’s section is so important and we selected the ellipse in paper.
From the process of simulation in the paper, we obviously find that the software of 3DS MAX7.0 has an important signification in the area of fabric designs.
使用计算机软件辅助织物设计并没有完全发挥出潜力。其主要原因是一方面软件在开发之初并没有针对某个特定的行业功能进行设计;另一方面,织物设计者对相关设计软件提供的功能缺乏深入、系统的了解,在观念上没有利用计算机辅助织物结构设计与分析的主动性。
本文的研究重点就是应用3DS MAX7.0软件,对织物结构和表面效果实现三维模拟,着重研究简单组织及三维组织织物结构的模拟的实现。采用NURBS曲线,避免放样后出现尖锐拐角,用圆形模拟纱线截面。根据织物组织图,完成对控制点的三维坐标计算,达到对曲线的空间交织,利用放样建模,从而实现织物组织结构的模拟。三维组织织物结构模拟的实现需要对纱线层与层之间控制,单根曲线上的控制点不再在同一平面,控制点的坐标计算亦有所差别。对多层三维织物,利用group键实现编组功能,通过层间的复制与移动,达到要求的交织效果,从而实现多层织物的结构模拟。简单织物表面效果模拟的关键是纱线的截面形态,本文采用椭圆作为纱线的截面。
通过本文的模拟实现过程,我们不难发现,3DS MAX7.0软件在纺织产品设计领域具有一定的实用意义。
Applied the computer software to simulation of Fabric structure is one of the mostly about the study on currently textile area. The main of 3D simulation software on the market such as AutoCAD, Creator&Vega and 3DS MAX. The fabric CAD is focus on simulate the structure and appearance to fabric and it is also the main applied computer software in domestic textile industry. How realized to simulate the structure and appearance about fabric , achieved realization of design idea quickly, and it was also concerned by textile designers.
Using the computer software to assist fabric design was not complete exert it’s potential. And the main causes such as, one side the software was not aim to special industry to design at it’s earlier plan, on the other hand fabric designers learn about correlative software’s functions were not enough and they hadn’t initiatives to using the software to assisting fabric structure design and analysis.
The keystone of this paper is using the software of 3DS MAX7.0 to simulation the fabric structures and appearances, and emphases to realizing 3D simulation the fabric structure about simple weaves and 3D weaves. Adopted the NURBS Curve to modeling, and avoided the spiculat e corner to emergence, and used the circle take the place of the yarn’s section. Through the fabric pattern draft and calculated the reference points’3-axial parameters then have drawn the space interlacing curves. And have accomplished the simulation of fabric structures by Lofting of modeling. The simulation of 3D fabric structures need to adjusting the distance of between the layers, the reference points were not in the same plane with the separate curve and the method of accounting 3-axial parameters have changed. Using the function of group to edited the curves into a whole for multilayer fabrics, and with the copy and moving to completing the interlacing, and realized the simulation of multilayer fabric structure at last. In the simulation of simple fabric’s appearance, the shape of yarn’s section is so important and we selected the ellipse in paper.
From the process of simulation in the paper, we obviously find that the software of 3DS MAX7.0 has an important signification in the area of fabric designs.
引文
[1] 易琰锋. 三种软件辅助建筑设计构思与分析的对比研究[J] 华中科技大学 硕士论文, 2005 年 1～5
[2] 王志东,颜钢峰. 织物模拟 CAD 系统的开发与实现[J] 东华大学学报, 2004 年 10 月第 5 期
[3] 祝双武,高婵娟,王彦欣.织物仿真技术与 CAD 系统的开发[J],棉纺织技术,2004 年 5 月第 32 卷第 5 期
[4] 王君泽,徐建成,翟畅.机织物 CAD 及三维仿真系统的研制[J],纺织学报,2001 年 10 月第 22 卷第 6 期
[5] 胡海.纺织 CAD 的应用与发展[J] . 辽宁丝绸,2000 年第 3 期
[6] 郭新生等.提高计算机对机织物模拟的真实感[J].纺织学报,1996 年,第 12 期
[7] 吴奕立等.织物计算机模拟显示方法的探索[J]. 纺织学报,1999(5):36～38
[8] Weil J.The synthesis of cloth objects[J]. Computer Graphics ( Proc.Siggraph),1986,20:49～54
[9] H.Y.Lin,A Newton,computer representation of woven fabric by using B-splines[J],J.T.I,1999,90,PART 1 NO.1
[10]TianYi Liao,Sabit Adanur, a novel approach to three-dimensional modeling of interlaced fabric structures[J]. T.R.J,68(11),841-847(1998)
[11]Y.Jiang,X.Chen,the structureal design of software for simulation and analysis of woven fabrics by geometric modeling [C] .83rd TIWC,1298～1301
[12] 郑天勇,王春娴,黄故.机织物外观和图案的三维模拟软件的开发[J] .天津工业大学学报,1999 年第十八卷第 15 期
[13] 郑天勇,黄故.机织物结构的计算[J].天津工业大学学报,2002 年,4,12～16
[14] 郑天勇等. 判断单层、多重、多层织物层数的关键[J].纺织学报,1997年,NO6,40
[15]诸葛振荣,杜淑峰 基于 OpenGL 的组织图三维模拟显示[J]. 纺织学报, 2003 年 4 月 第 24 卷 第 4 期
[16] 朱华健,张森林. 织物模拟技术分析及基于 OpenGL 的三维效果模拟[J]. 江南大学学报,2004 年 4 月 第 3 卷第 2 期
[17] 张瑞云等. 机织物的计算机三维模拟[J]. 纺织学报, 2005 年 2 月 第26 卷第 1 期
[18] 瞿畅、王君泽、高强.机织物几何模型及其计算机模拟[J],纺织学报,2002 年,第 23 卷,第 3 期
[19] 王跃存等. 织物纹理与计算机仿真[J]. 天津工业大学学报, 2006 年10 月 第 25 卷第 5 期
[20] 郭兴峰等. 三维正交机织物结构的几何模拟[J]. 复合材料学报, 2005 年 8 月 第 22 卷第 4 期
[21] [美]Ted Boardman 著 卜照斌,林萍,卜宪瑞等译. 3ds max7.0 基础指南[M].北京:电子工业出版社 2005 年出版
[22] 许静 编著.3ds max7.0 基础与实例培训教程[M]. 北京:中国电力出版社 2005 年出版
[23] 张建勋 编著. 中文 3ds max7.0 教程[M]. 北京:科学出版社 9～12 2005 年出版
[24] 郭松,何太平,唐世斌. 运用 3ds max 制作园林效果图方法的探讨[J]. 广西林业科学, 2006 年 9 月 第 35 卷第 3 期
[25]李康宁等. NURBS曲线的调整方法研究及其在造型中的应用[J]. 后勤工程学院学报, 2001年 第3期
[26] 张国华等. 基于权因子的NURBS曲线形状调整[J] 计算机辅助设计与图形学学报, 2004年10月 第16卷第10期
[27] 郑天勇,崔世忠.用 B 样条曲面构建纱线三维模型的研究(Ⅰ):具有不同截面的三维纱线模型的构造[J].纺织学报,2006 年 2 月第 27 卷第 2 期
[28] 顾平主编. 织物结构与设计学[M]. 上海:东华大学出版社 2004 年出版
[29] 顾平.普通织机织三维机织物的试验研究[J].纺织学报,2002 年,23(5):24～26
[30] 顾平.多重纬角连锁三维机织物结构设计[J].上海纺织科技,2002 年 8月,第 30 卷第 4 期:24～26.
[31] 谈 彬. 织物外观模拟的研究与设计[J].浙江大学计算机学院, 硕士论文, 2004 年 8～11
[2] 王志东,颜钢峰. 织物模拟 CAD 系统的开发与实现[J] 东华大学学报, 2004 年 10 月第 5 期
[3] 祝双武,高婵娟,王彦欣.织物仿真技术与 CAD 系统的开发[J],棉纺织技术,2004 年 5 月第 32 卷第 5 期
[4] 王君泽,徐建成,翟畅.机织物 CAD 及三维仿真系统的研制[J],纺织学报,2001 年 10 月第 22 卷第 6 期
[5] 胡海.纺织 CAD 的应用与发展[J] . 辽宁丝绸,2000 年第 3 期
[6] 郭新生等.提高计算机对机织物模拟的真实感[J].纺织学报,1996 年,第 12 期
[7] 吴奕立等.织物计算机模拟显示方法的探索[J]. 纺织学报,1999(5):36～38
[8] Weil J.The synthesis of cloth objects[J]. Computer Graphics ( Proc.Siggraph),1986,20:49～54
[9] H.Y.Lin,A Newton,computer representation of woven fabric by using B-splines[J],J.T.I,1999,90,PART 1 NO.1
[10]TianYi Liao,Sabit Adanur, a novel approach to three-dimensional modeling of interlaced fabric structures[J]. T.R.J,68(11),841-847(1998)
[11]Y.Jiang,X.Chen,the structureal design of software for simulation and analysis of woven fabrics by geometric modeling [C] .83rd TIWC,1298～1301
[12] 郑天勇,王春娴,黄故.机织物外观和图案的三维模拟软件的开发[J] .天津工业大学学报,1999 年第十八卷第 15 期
[13] 郑天勇,黄故.机织物结构的计算[J].天津工业大学学报,2002 年,4,12～16
[14] 郑天勇等. 判断单层、多重、多层织物层数的关键[J].纺织学报,1997年,NO6,40
[15]诸葛振荣,杜淑峰 基于 OpenGL 的组织图三维模拟显示[J]. 纺织学报, 2003 年 4 月 第 24 卷 第 4 期
[16] 朱华健,张森林. 织物模拟技术分析及基于 OpenGL 的三维效果模拟[J]. 江南大学学报,2004 年 4 月 第 3 卷第 2 期
[17] 张瑞云等. 机织物的计算机三维模拟[J]. 纺织学报, 2005 年 2 月 第26 卷第 1 期
[18] 瞿畅、王君泽、高强.机织物几何模型及其计算机模拟[J],纺织学报,2002 年,第 23 卷,第 3 期
[19] 王跃存等. 织物纹理与计算机仿真[J]. 天津工业大学学报, 2006 年10 月 第 25 卷第 5 期
[20] 郭兴峰等. 三维正交机织物结构的几何模拟[J]. 复合材料学报, 2005 年 8 月 第 22 卷第 4 期
[21] [美]Ted Boardman 著 卜照斌,林萍,卜宪瑞等译. 3ds max7.0 基础指南[M].北京:电子工业出版社 2005 年出版
[22] 许静 编著.3ds max7.0 基础与实例培训教程[M]. 北京:中国电力出版社 2005 年出版
[23] 张建勋 编著. 中文 3ds max7.0 教程[M]. 北京:科学出版社 9～12 2005 年出版
[24] 郭松,何太平,唐世斌. 运用 3ds max 制作园林效果图方法的探讨[J]. 广西林业科学, 2006 年 9 月 第 35 卷第 3 期
[25]李康宁等. NURBS曲线的调整方法研究及其在造型中的应用[J]. 后勤工程学院学报, 2001年 第3期
[26] 张国华等. 基于权因子的NURBS曲线形状调整[J] 计算机辅助设计与图形学学报, 2004年10月 第16卷第10期
[27] 郑天勇,崔世忠.用 B 样条曲面构建纱线三维模型的研究(Ⅰ):具有不同截面的三维纱线模型的构造[J].纺织学报,2006 年 2 月第 27 卷第 2 期
[28] 顾平主编. 织物结构与设计学[M]. 上海:东华大学出版社 2004 年出版
[29] 顾平.普通织机织三维机织物的试验研究[J].纺织学报,2002 年,23(5):24～26
[30] 顾平.多重纬角连锁三维机织物结构设计[J].上海纺织科技,2002 年 8月,第 30 卷第 4 期:24～26.
[31] 谈 彬. 织物外观模拟的研究与设计[J].浙江大学计算机学院, 硕士论文, 2004 年 8～11