编织物CAD系统是最近20多年来迅速发展起来的一门综合性计算机应用技术。它以计算机为主要手段完成和运用各种数字信息和图像信息,以进行编织物产品设计。编织物CAD系统中最重要就是编织物模拟技术。本文在分析现有编织物CAD系统的优点和不足基础上,提出了一种新颖的编织物三维模拟方法。 实际机器编织时,根据针法编织得到花纹。因此在模拟编织物时,首先要得到所要模拟编织物纹理的针法。论文第二章提出了针法提取算法:从编织物结构中抽象出三种基本结构,然后分析编织物纹理图片,根据编织机器属性特点,得到对应这三种结构的针法数据。 在三维空间中模拟编织物,必须要建立编织物三维模型。在论文第三章中,讲述了建立基于空间基圆以及基圆间空间切线的三种基本结构的三维模型,并根据针法数据排列基本结构,生成纱线表面面片,显示面片得到编织物模拟结果。其中基圆空间切线求取是一个难点。 当编织物受到外力拉扯后会发生变形,纹理也会发生改变,不同材质变形效果不同。模拟这种变形效果对设计师决定使用哪种材料有很大帮助。本文第四章介绍了编织物变形算法。针对不同编织物基本结构生成不同拓扑网格,运用弹簧一质点模型得到变形后编织物模拟效果。 基于上述研究,本文第五章介绍了编织物三维模拟系统框架,同时给出了部分应用实例。 最后在第六章总结了本文工作,并对项目课题研究的发展前景从技术上和应用上作了展望。