交互式织物场景模拟系统设计

作     者：徐利祥 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：诸葛振荣

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：织物CAD 场景模拟 双线性插值 网格划分 三角网格 纹理映射 明暗处理 面向对象编程 Visual C++6.0 

摘      要：织物的各种场景效果图是商家必须提供给顾客的资料之一，但是通过拍摄得到的场景效果图毕竟是有限的，而且不能随心所欲地更换不同的场景。如果在CAD系统中增加织物的场景模拟功能，把众多面料和场景输入计算机，模拟出织物在真实场景中的虚拟效果，商家就能够及时了解顾客的需要，根据顾客的需要调整设计，从而在市场竞争中保持优势地位。对消费者来说，他们可以提供自己所需物体在真实场景(如家居摆设)中的照片，商家通过把目标面料映射到场景图中原物体表面来实现家居的虚拟装潢。 本课题主要实现织物场景模拟这样一个交互式设计功能，该功能的运用不仅能够缩短纺织品的生产周期、降低设计成本，而且能为企业与顾客建立更有效、快速的交流。为体现织物场景模拟功能的实时性和交互性，本文采用了一种简单而快速的网格划分技术：通过原始场景中映射区域纹理的走向，在映射区域外建立网格多边形区域，并通过控制线划分为若干子区域，采用网格区域边缘长度均分和区域内部双线性插值算法生成网格结点，从而形成映射区域表面纹理的网格模型。同时利用基于三角网格的纹理映射思想，结合双线性插值纹理映射方法，实现从矩形到任意四边形的映射。此后，在RGB和HSV颜色空间的相互转换基础上，采用像素点颜色合成算法，将目标区域与纹理图像相应像素点的饱和度，通过一定比例结合在一起得出目标区域中各点的最终颜色值，较好地解决了纹理映射中的亮度补偿参数问题，避免了由于人为原因而造成的模拟失真。 本文同时还介绍了织物模拟仿真技术的发展状况、网格划分和纹理映射的研究背景及相关方法;在介绍关键算法和设计思想的同时，给出了具体技术的实现要点和程序框架。通过在Visual C++ 6.0编程环境下，利用面向对象思想所设计的一个交互式场景模拟系统，基本上实现了本课题设计的织物场景模拟功能。通过试验，取得了比较逼真的模拟效果，证明本文方案的可行性。