服装CAD和织物悬垂模拟.pdfVIP

服装CAD和织物悬垂模拟 胡金莲 香港理工大学纺织及僻表学系剐教授 摘 要 现时所使用的服装CAD具有很多的功能，但是他们都不能够真正的模拟 服装的试穿．这是因为这些系统不能预测织物的悬垂行为．在不久的将来，新 一代的服装CAD应该能够模拟服装的合身性和用于互联网购衣．这种系统能 够让设计师诎0验不同的款式和用同一款式且用不同织物时在人林上的效果而不 需要制作任何服装；消费者能够使用这种软件和自己身体的数据在网上选购合 身的服装． 该文介绍我们在模拟服装舍身性的尝试．为着这个目的，我们使用了有 限体积法来预测机织物在自重作用下的变形．在此基础上，我们用图象的方法 在计算机上显示出三维服装．同时，织物的纹理也能够准确的表达出来．结果 显示该系统具有很好的前景，服装的舍身性能够在Pc上实现． 1．简介 在不久的将来，新一代的服装CAD应该能够模拟服装的合身 性而能够用于互联网购衣．这种系统能够让设计师试验不同的款 式和用同一款式而用不同织物时在人体上的效果且不需要制作任何 服装；消费者能够使用这种软件和自己身体的数据在网上选购合身 的服装．现时所使用的服装CAD具有很多的功能，但是他们都不 能够真正的模拟服装的试穿．这是因为这些系统不能预测织物的悬 垂行为。 织物的悬垂牵涉到大变形，大转动和后失稳的问题，它牵涉到 多种简单变形，如弯曲、剪切、拉伸和压缩等．所以织物悬垂属于 复杂变形的范畴，相应的对织物在悬垂中的复杂变形的理解和数字 模拟对新一代的服装CAD服装的可视化的问题是非常重要的。 在过去的十几年里，又很多人尝试着用数值模拟织物在悬垂过 程中的复杂变形问题。但是从对织物变形预测的精确度和计算速度 方面看结果都不太理想．该文介绍我们在模拟服装合身性的尝试． 为着这个目的，我们使用了有限体积法来预测机织物在自重作用下 的变形．在此基础上，我们用图象的方法在计算机上显示出三维服 装．同时，织物的纹理也能够准确的表达出来． 2．有隈体积法 应用有限体积法，初始平直织布的整个表面将作为问题的计算 区域，首先将区域划分为许多结构化的小块，每个小块称为一个有 限体积(或控制体积)．每个控制体积仅包含一个网格节点，。各控 制体积的曲率和应变就可以利用其节点坐标以及相邻几个节点的坐 标求得，其平面外的弯曲应变能和平面内的薄膜应变能在此基础上 可进一步求出．将各控制体积的应变能叠加就得到整块织物的应交 能．织物的平衡方程由势能驻值原理导出．列式过程中考虑了问题 的几何非线性以及织物材料的线弹性和正交各向异性．采用带线性 程组． 3．裙子穿着子人体模型上的数值模拟 裙子穿着于人体并与人体模型接触的悬垂问题是一个典型的服 装合身性的问题．悬垂前的裙子布样是完全平直的．人体模型在任 意垂直位置的外围形状可通过对裙子顶部的外围线在垂直方向移动 相同距离获得，裙子顶部的外围线中布样的内边界线． 4．三维表面和织物纹理生成 从有限体积法得到的是一个一个变形后的服装的三维网格．为 此，我们开发了一个用B．样条的表面生成的软件来进行表面生成． 然后，用纹理的模型来模拟和粘贴织物纹理． 。 5．结论 本文探讨有限体积法的列式以及在织物及服装的接触悬垂性 模拟上的应用．文中提出了一种简单并易于实现的算法处理织物与 刚性体的接触过程，并给出了不同织物纹理等的算例．通过数值模 拟和结果讨论，可获得如下结论： 1) 用有限体积法来模拟服装的悬垂能够在个人计算机上实现． 2) 织物的纹理也能够准确的表达出来． 3) 在不远的将来，新一代的服装CAD将会有提供模拟服装合身 性系统． 4) 这种系统将对服装设计和销售的发展起着巨大的作用． 6．致谢 Simulationof 本文的工作是研究项目“Numerical Complex FabricDeformationsfor CAD C