[发明专利]基于纤维的数码纱仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于纤维的数码纱仿真方法，包括：基于真实纱线中的纤维，构件纤维纹理的数学模型以获得每根纤维的模拟效果图；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；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；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；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。能够快速的实现数码纱线外观的仿真，解决因数码纱配色复杂多变，数码纱外观难以直观预测的问题。

技术领域

本发明涉及纱线外观仿真模拟技术领域，特别是涉及一种基于纤维的数码纱仿真方法。

背景技术

随着计算机的快速发展，愈来愈多的行业内人员着手于纺织品的真实模拟。而在纺织品的仿真模拟过程中，纱线作为构成织物的基本单元，其模拟效果直接决定了最终织物的模拟效果。因此，为了促进数码纱在织物中的应用，数码纱的仿真就变得尤其重要。

目前，许多学者对纱线仿真进行了研究。张瑞云等人(张瑞云,李汝勤.花式纱线嵌于织物中效果的计算机模拟[J].纺织学报,2000,21(5):34-36.)采用真实纱线提取法对纱线进行仿真。邓中明等人(邓中明,杨斌.花式纱线的计算机仿真[J].纺织学报,1994,15(6):268-270.)把纱线比作是由一个个矩形块按照相应的参数堆叠排列而成的。童步章等人(童步章,汪德潢,贺振营等.单纱的计算机模拟[J].大连轻工业学院学报,2001,20(4):287-290.)提出了用带有圆弧边的倾斜的矩形色块作为基本单元，并用其上随机产生的抛物线样条曲线。马云芳等人(马云芳,王小华.纱线的计算机模拟[J].四川纺织科技,2004(3):10-12.)提出了用擦去四个角的平行四边形来模拟单纱和股纱的方法。无论是矩形块还是平行四边形块，虽说可以快速的进行纱线的仿真模拟，但其外观特征也只能勉强与纱线的真实特征相匹配。真实纱线提取法虽然可以保留纱线中的大部分信息，但是对纱线图像的采集和处理，使仿真过程变得复杂且缓慢。

相比于普通纱线，数码纱的结构以及配色排列等更加复杂，种类更加丰富。因此，要对数码纱进行仿真，单纯的使用已有的仿真方法难以实现。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种基于纤维的数码纱仿真方法，能够快速的实现数码纱外观的仿真，解决因数码纱配色复杂多变，数码纱外观难以直观预测的问题。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种基于纤维的数码纱仿真方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、基于真实数码纱的纱线中的纤维，构件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。

本方案在已有纱线仿真的基础上，把单根纤维作为纱线模拟基元，将数码纱分成基于纤维单元的纹理模型构建、纱线色块的排列、颜色渐变模型结合光照模型、直径形态四个模块进行模拟。采用这种方法，可以尽可能的使数码纱的特征完整的再现，并且可以快速的实现。

较佳地，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：