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本文对现有织物CAD系统的组织设计、纱线设计和织物外观模拟等功能进行了深入研究，提出了新的数学模型和研究方法。
在组织设计中，采用织物组织图像模式识别的方法，快速、准确地自动生成组织图和上机图，并将其保存在组织库中。同时独辟蹊径，利用图像的几何变换，开创了组织的图形图像设计方法，得到一类花纹新颖美观的织物组织。
在纱线设计中，对加捻纱线的外观建立了随机矩阵模型和随机矩阵生成算法。该模型将纱线上一个捻回长度内的颜色按其亮度分为若干层次，分别用不同整数表示，并根据纱线的颜色亮度分布特点，快速生成随机矩阵。
在织物外观的研究中，为了提高织物外观模拟的织感，在模拟中引入浮长和偏移系数两个数组。