织物三维场景模拟系统

论文摘要

为解决织物设计与织物应用相脱节的问题,方便设计师、顾客预览织物在不同环境下应用效果,本课题开发了织物三维场景模拟系统。系统将各种面料和场景图片输入计算机,通过计算处理,生成面料在场景中的真实感效果,变原来依靠设计师想象、纯经验性的产品开发为可视化的、直观的行为,从而缩短设计时间,开发适销对路的产品。本文主要工作:基于场景虚拟技术和真实感技术算法研究,提出了织物场景模拟的设计方案及实现方法。该方案主要由场景输入模块,伪曲面网格模块和真实感模块等三部分组成:1.场景输入模块,基于图像二值化和链码法研究提出了场景轮廓自动提取方法来确定模拟区域,简化了系统人工交互操作,提高了模拟区域精度。2.伪曲面网格模块,提出控制矢量的概念,运用控制矢量和双线性插值网格划分构建网格模型;在此基础上提出了网格动态调整方法来细化网格,更好地体现了原始场景褶皱效果。3.真实感模块,结合反走样技术,提出了一种便于编程、快速的双线性纹理映射插值算法;运用基于亮度和饱和度的图像融合算法,对场景图像和纹理图像进行预处理后,根据目标区域与纹理图像相应相素点的饱和度与亮度,计算得到目标区域中相应点的颜色值。该算法既区分了纹理本身的明暗和场景明暗,又避免了图像色彩失真,保证了映射结果的纹理稳定性,实现了较好的真实感效果最后基于上述研究和软件编程,在软件上实现织物三维场景模拟系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题技术背景
• 1.1.1 相关技术概述
• 1.1.2 纺织CAD技术发展和现状
• 1.1.3 织物组织CAD
• 1.1.4 场景虚拟技术发展和现状
• 1.2 本课题应用意义
• 1.3 研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 织物三维场景模拟系统总体方案介绍
• 2.1 系统硬件设计
• 2.2 系统软件结构设计
• 2.3 系统各模块功能描述
• 2.3.1 场景提取模块
• 2.3.2 伪曲面网格模块
• 2.3.3 真实感模块
• 2.4 本章小结
• 第3章 场景提取模块
• 3.1 模拟边界确定
• 3.2 场景轮廓自动提取
• 3.2.1 图像轮廓
• 3.2.2 图像二值化
• 3.2.3 链码法
• 3.2.4 场景轮廓自动提取实现
• 3.3 本章小结
• 第4章 伪曲面网格模块
• 4.1 控制矢量
• 4.1.1 累加弦长二次样条参数曲线
• 4.1.2 控制矢量应用
• 4.2 双线性插值有限元网格划分
• 4.2.1 有限元网格划分
• 4.2.2 网格划分原则
• 4.2.3 双线性插值有限元算法
• 4.2.4 双线性插值有限元实现
• 4.2.5 网格节点连续性
• 4.3 网格动态调整
• 4.4 本章小结
• 第5章 真实感模块
• 5.1 纹理映射
• 5.1.1 纹理基础
• 5.1.2 纹理映射原理及分类
• 5.2 纹理映射实现
• 5.2.1 纹理预处理
• 5.2.2 反走样
• 5.2.3 双线性插值纹理映射
• 5.3 明暗处理技术
• 5.3.1 颜色和颜色模型
• 5.3.2 明暗处理原理
• 5.3.3 像素级图像融合
• 5.4 明暗效果实现
• 5.4.1 各种实现方法比较
• 5.4.2 基于亮度和饱和度的图像融合处理方法
• 5.5 本章小结
• 第6章 系统软件实现
• 6.1 软件主界面
• 6.2 系统软件结构图
• 6.3 系统各结构功能的实现
• 6.4 软件模拟过程
• 6.5 本章小结
• 总结与展望
• 硕士期间参与的研究项目与发表论文
• 附录—重要程序清单
• 参考文献
• 致谢