1、基于物理模型的織物變形效果模擬及虛擬服裝展示技術(shù)是近年來計算機圖形學和紡織工程領(lǐng)域的研究熱點之一，作為三維服裝CAD系統(tǒng)的核心部分，它將有效克服傳統(tǒng)二維CAD從前期設計到后期造型存在的直觀性差的缺點。此外，在電子商務領(lǐng)域，虛擬服裝展示技術(shù)對服裝類商品網(wǎng)絡銷售的促進作用日益彰顯。借助網(wǎng)絡，設計師與顧客可以對服裝的款式、花色及尺寸信息進行實時交互，這些功能無疑大大提高了顧客的購買信心。今后該項技術(shù)還將擁有更加廣闊的應用前景，例如：基于互聯(lián)網(wǎng)

2、的服裝量身定制、虛擬服裝發(fā)布會、影視后期制作等。
　　 課題的最終目標是構(gòu)建一個能預測服裝造型效果的三維服裝仿真環(huán)境，本文對其中織物變形效果模擬及虛擬服裝展示技術(shù)進行了研究，具體包括規(guī)則形狀織物變形效果模擬的實時性解決方案、基于面料力學性能的三維懸垂模擬、構(gòu)建虛擬場景的技術(shù)要素、虛擬服裝縫制過程中的關(guān)鍵問題。
　　 首先，針對傳統(tǒng)基于物理模型的織物模擬所存在的仿真效率低，無法達到實時性的問題，本文采用基于剛性桿模型的織物

3、變形效果實時仿真解決方案。用基于自適應網(wǎng)格的剛性桿模型代替經(jīng)典的彈簧-質(zhì)點模型，用剛性桿代替結(jié)構(gòu)彈簧，用松弛法解決剪切彈簧的超彈性形變問題，并使用改進的Verlet算法求解系統(tǒng)運動微分方程，實驗數(shù)據(jù)表明該模型較好地滿足了仿真系統(tǒng)對實時性和真實感的雙重要求。
　　 其次，為了實現(xiàn)對不同材質(zhì)織物的變形效果模擬，本文首次將神經(jīng)網(wǎng)絡引入到織物三維懸垂效果模擬的研究中。第一步，采用統(tǒng)計學中的相關(guān)分析方法，對川端風格測試系統(tǒng)(KES)提供的

4、17種力學性能參數(shù)與懸垂系數(shù)等8個常用的懸垂性評價指標之間進行相關(guān)性分析，優(yōu)選出拉伸比功、拉伸功回復率、彎曲剛度、平方米重等7個參數(shù)作為表征織物懸垂性能的重要力學指標，即神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入部分。第二步，建立三層BP網(wǎng)絡，優(yōu)選傳遞函數(shù)和訓練函數(shù)，在此基礎上實現(xiàn)了織物力學性能與仿真模型控制參數(shù)之間的非線性映射。第三步，將神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出，即預測的控制參數(shù)代入織物變形效果仿真系統(tǒng)，將系統(tǒng)模擬出的效果圖與實際拍攝效果進行對比。實驗證明，基于KES測試

5、系統(tǒng)的織物力學性能參數(shù)可以作為計算機模擬不同種類織物懸垂效果的重要依據(jù)，在此基礎上實現(xiàn)的虛擬服裝更具有針對性，實用價值更高。
　　 第三，從計算機圖形學角度探討了構(gòu)建虛擬場景的關(guān)鍵要素，著重分析了增強系統(tǒng)真實感及實用性的有效手段。結(jié)合OpenGL技術(shù)，闡述了在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中實現(xiàn)紋理映射、明暗處理及交互性操作的具體過程。
　　 第四，論文提出并實現(xiàn)了基于服裝工藝學的虛擬服裝縫制系統(tǒng)。改變以往系統(tǒng)中常用的前、后兩片式紙樣結(jié)構(gòu)

6、，依照服裝工藝學中的紙樣設計原理，以斜裙、塔裙為例，對虛擬服裝縫制過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究和探討。其中，對二維衣片網(wǎng)格剖分及優(yōu)化、縫合力的設計與實現(xiàn)、衣片參考點的幾何約束、縫合邊的等長及縮褶縫合均體現(xiàn)了系統(tǒng)將計算機仿真技術(shù)與服裝工藝相結(jié)合的特色。
　　 第五，采用面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設計方法，借助OpenGL，在VC++平臺上分別構(gòu)建了基于剛性桿模型的織物動態(tài)實時仿真系統(tǒng)和虛擬服裝展示系統(tǒng)，對文中所提出的理論進行實際檢驗。