[发明专利]一种纺织面料物理特性数码属性模拟系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于三维服装设计仿真模拟技术领域，尤其涉及在电脑上展现服装纺织面料的物理属性仿真模拟视觉效果的系统设备。

背景技术

纺织物品是最贴近我们人身体的一种东西，我们身上的衣服都是使用纺织面料进行加工合成的。不同的纺织面料有不同的性能，而掌握每种面料的性能可以帮助我们更好的去选择面料;不同的纺织面料的应用也会有所不同，在衣服设计范围上也许会相差甚远。因此，认识和掌握面料的各种物理性能，对正确地选用材料，合理地设计服装，满意地穿着服装会大有帮助，产生事半功倍的效果。

织物的压缩性能、手感、弯曲、交织阻力、表面摩擦性能、起拱变形等物理指标都与服装成型性、服装视觉效果、服装的穿着舒适性、服装的持久形态以及纱布结构、纤维物理状态特征和指标有着重要的关系。因此测试织物压缩性能指标对于纱布的生产、工艺的制定、工艺的调整、生产效率、市场价值等都有着重要意义。

现如今，织物三维仿真技术已应用于在计算机动画、游戏、虚拟服装展示以及虚拟模特的着装，甚至高级服装设计系统；是这些领域的一项关键技术。服装设计师通过具有较好真实感的织物三维仿真模拟系统，对不同织物进行虚拟服装仿真演示，可以立即感觉或浏览织物的真正着装效果；也可使顾客直接看到自己在拟实场景中的着装效果，满足用户的个性化要求。还可以依据服装的最终着装效果来指导面料的设计与生产，为服装设计选择面料提供可靠的依据，将面料生产和服装设计有机地结合一起。

服装设计与织物是密不可分的；织物三维仿真的更深一步就是服装三维设计仿真，就是在仿真环境中将各个服装部件进行组装的模拟设计。服装三维仿真模拟离不开对面料织物纹路、 肌理、 质地、 花色、图案、色彩的真实表现。对服装织物的重要信息是通过对它们的悬垂行为仿真来体现，服装的逼真渲染是非常重要的，在此基础上实现的虚拟织物面料更加精确，有助于提高虚拟三维服装的真实感。

鉴于目前的国内的织物三维仿真系统，在展示服装设计效果时对织物的处理仿照普通物体上的花纹图案进行处理，效果比较呆板，缺乏立体感，不能很好的体现织物的特点和风格。只能采用一些已知的织物测试数据进行面料的仿真模拟设计；对于一些特殊的或者新的织物由于缺乏相应的数据，还有对织物的应力-应变的本构关系、织物质感和动感的表现等仍然没有彻底解决，无法将这类织物的具体性能和效果通过仿真技术真实地表达出来，离真实模拟织物的外观仍有距离。导致无法通过视觉外观，预见所需的织物制作成为服装的立体效果真实感，给顾客和设计师带来了很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种在电脑上展现服装织物的各种物理属性仿真模拟视觉效果的系统设备，解决三维仿真模拟设计中对面料织物各种表面型态的仿真处理以达到模拟现实中的真实效果。

本发明的技术方案为：一种纺织面料物理特性数码属性模拟系统，包括计算机系统、织物仿真模拟软件、面料物理特性测量设备和织物扫描系统；所述织物仿真模拟软件安装在计算机系统里面，所述面料物理特性测量设备和织物扫描系统分别与计算机系统连接；所述计算机系统、面料物理特性测量设备和织物扫描系统相互间隔0.5～1米；所述的计算机系统具有数据输出端口，测量织物时的各项物理数据和扫描织物时的数据都会通过计算机系统进行运算工作。

进一步地，所述计算机系统包括电脑显示屏和系统主机，所述电脑显示屏和系统主机通过USB数据线连接；所述的织物仿真模拟软件包括一套面料物理特性测量软件、一套织物扫描软件和一套三维服装仿真模拟软件；利用织物仿真模拟软件相关性分析获得其中与悬垂特性密切相关的参数，以此作为输入的物理属性数据，再通过编辑设置参数，织物仿真模拟软件系统就可以模拟出各种布料的细节与物理性质，体现每一种面料的材质信息，精确再现虚拟服装中各种面料的力学属性，模拟不同材质织物变形效果。

进一步地，所述面料物理特性测量设备包括密度测量仪器、测量钢尺、弯曲测量仪、拉力器和拉力控制器，所述密度测量仪器、测量钢尺、弯曲测量仪、拉力器分别通过USB数据线连接计算机系统，所述拉力控制器通过红外信号接收转变为电信号，通过其内部处理器解码解调出的指令控制拉力器；

进一步地，所述面料物理特性测量设备中的密度测量仪器测量出服装面料的厚度、重量和密度参数；所述测量钢尺测量出纺织面料的垂直对角线长度参数；所述弯曲测量仪测量出纺织面料的弯曲强度参数；所述拉力器和拉力控制器的共同作用测量出纺织面料的拉伸强度参数；全面测量得到纺织面料各种物理属性数据，通过计算机的织物仿真模拟软件计算出数值结果。