三維計算機輔助服裝設計中集成仿真模型的研究

《三維計算機輔助服裝設計中集成仿真模型的研究》是依託中山大學，由王若梅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：三維計算機輔助服裝設計中集成仿真模型的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王若梅
• 依託單位：中山大學

中文摘要

三維計算機輔助服裝中集成仿真模型的關鍵技術研究具有重要的基礎研究理論：包括計算幾何、計算機圖形學和圖形圖象處理、熱力學基礎、物理力學基礎、紡織面料和服裝設計等。為了更有效的反映出服裝-人體-環境下著裝情況下的綜合特性，本課題針對服裝動力特性，熱濕特性以及舒適特性進行綜合的分析，建立三維計算機服裝集成仿真模型，通過對三維服裝CAD關鍵技術的研究開發與套用，目的是要成功研究出具有實際套用、具有國際水平的三維服裝CAD集成仿真模型。本項目的研究特點是從實際套用問題中提出套用要求，上升到理論和一般的方法，再套用到實踐中。在技術方法上，將款式設計與面料選取，美觀合體與舒適實用有機地結合起來，採用人工神經網路進行人體數據分割；運用細分曲面造型方法建立人體和服裝模型；運用服裝面料自身物理和化學屬性，建立具有功能特性分析的三維服裝模型和人體著裝舒適性模型。

結題摘要

摘要：三維服裝CAD、虛擬著裝和三維服裝功能性仿真的研究已經成為目前國內外研究的熱點問題。然而在如何生成符合人體實際需要和變化的三維服裝模型以及三維服裝功能性綜合仿真建模方面，仍然存在一些有待解決的關鍵問題。 為了更有效的反映出服裝-人體-環境下著裝情況下的綜合特性，本課題針對服裝動力特性，熱濕特性以及舒適特性進行綜合的分析，建立了三維計算機服裝集成仿真模型。本項目的研究成果主要包括建立具有接觸分析約束條件的三維織物模型動態力學生物感應模型，建立基於幾何測量和變形的真實感織物模擬模型，以及建立基於自適應模糊推理系統的服裝舒適度評價模型。 針對人體服裝接觸建模及仿真過程中人體服裝之間的接觸現象和彈性體的虛位移原理，充分考慮了人體與服裝之間的摩擦力和接觸碰撞因素，採用有限元方法，提出了一種基於Mindlin-Ressine四結點薄板殼理論的人體服裝接觸模型。實驗表明，該模型可以更好地反映出服裝材質和款式對人體著裝壓力分布情況的影響。 針對織物模擬中如何量化織物的面料屬性的問題,為了概括織物變形規則的最佳化數學模型,同時能平衡織物模擬精度、穩定性和算法效率之間的關係,提出了一種基於幾何測量和變形的織物模擬方法。綜合考慮影響織物真實形態的各種因素,統計分析出織物幾何變形的關鍵特徵,揭示不同織物的面料特性與幾何變形數學模型間的關聯。實驗結果表明，該方法可以用於測量真實織物樣本數據,並對數據樣本進行統計回歸建模；建立了織物面料屬性與基於微分格線變形中能量項之間的關聯，具有對柔性織物進行模擬的高效率性能。 針對人體環境的動態非一致性問題，本項目提出了基於自適應模糊推理系統的服裝舒適度評價模型，採用自適應的神經網路學習方法，構建模糊邏輯規則，從而實現多層表示的舒適性評價體系。實驗結果表明，通過對樣本數據的訓練和學習，該舒適度評價模型的預測結果與實際測試的結果具有良好的相關性，具備了對人體舒適度這一複雜的非線性系統進行有效評價的能力。 本項目的研究點是從實際套用問題中提出套用要求，進行研究理論模型和數值計算方法的研究，再將研究結果套用到實踐中進行檢驗。 本項目的研究成果包括發表學術論文，申請發明專利和人才培養。在套用檢驗平台與產業化方面的工作，本項目參與研究基於機頂盒的套用服務，為將具有真實感效果的三維服裝在電子商務的套用或個人居家視頻中得到可視化套用提供軟體算法和硬體支持。