[发明专利]基于纤维的数码纱仿真方法

权利要求书

1.一种基于纤维的数码纱仿真方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、基于真实数码纱的纱线中的纤维，构建纤维纹理的数学模型以获得每根纤维的模拟效果图；

S2、根据真实纱线的纺纱工艺参数计算真实纱线上的区域色块参数，构建纱线色块排列模型以获得纱线色块模拟效果图；

S3、利用真实纱线中不同组份间渐变规律构建模拟纱线的颜色渐变模型以获得颜色渐变模拟效果图，同时结合光照模型仿真真实纱线的亮度信息；

S4、采集真实纱线的直径数据，模拟纱线仿真真实纱线的直径形态以获得直径形态模拟效果图；

S5、模拟纱线可视化调整优化以获得人眼分辩率下的模拟纱线效果图；

在步骤S1中，构件纤维纹理的数学模型过程为：

采用一个像素点作为构成每根纤维的元素，将每根纤维的纹理转换为矩阵形式的数学模型：

式中，d表示每根纤维的高度，E_i,p(i)表示每根纤维的第i个像素点的RGB值；

将每根纤维的RGB值转化为HSV值，对转化得到的HSV值中的V值在设定亮度范围内随机变化以获得新的HSV值，并将新的HSV值重新转换为RGB值以获得每根纤维的新的数学模型。

2.如权利要求1所述的基于纤维的数码纱仿真方法，其特征在于，在步骤S2中，利用公式1计算出真实纱线的纱线直径，公式1为：

式中，d为纱线直径mm，Nt为真实纱线的纱线细度tex，δy为真实纱线的纱线密度g/cm3，δy＝0.8～0.9；

利用公式2计算出真实纱线的纱线捻距，公式2为：

式中，h为纱线捻距mm，Tt为真实纱线的纱线捻度；

利用公式3计算出真实纱线的纱线捻回角，公式3为：

式中，β为纱线捻回角；

获得一个周期的色块的长度和色块的宽度，将每根纤维按照捻回方向依次排列，构建基于纤维单元的纱线色块排列模型，其中，色块的长度为纱线捻距，色块的宽度为纱线直径。

3.如权利要求1所述的基于纤维的数码纱仿真方法，其特征在于，在步骤S3中，利用不同组份间等差数列递增递减的渐变规律，构建模拟纱线的颜色渐变模型。

4.如权利要求1所述的基于纤维的数码纱仿真方法，其特征在于，在步骤S3中，利用公式4计算真实纱线的表面任意一点的光照强度，公式4为：

G₂(x，y)＝C×sinx 0≤x≤π

C＝I₁×K_d 0≤K_d≤1

式中，G₂(x,y)为光照强度函数，I_l为光源的入射光强度，K_d为真实纱线的表面漫反射率。

5.如权利要求1所述的基于纤维的数码纱仿真方法，其特征在于，在步骤S4中，采集多幅连续无间断的真实纱线的直径图像，并对采集的纱线序列图像进行图像分割和形态学运算处理，获取真实纱线的直径数据；

将真实纱线的直径数据赋予给模拟纱线，以仿真真实纱线的直径形态。

6.如权利要求1所述的基于纤维的数码纱仿真方法，其特征在于，在步骤S5中，计算人眼的分辨率和模拟纱线的图像分辨率的倍数关系，应用双线性插值算法对模拟纱线的图像进行压缩处理以获得人眼分辨率下的模拟纱线效果图。