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摘要：针织面料物理效果呈现是数字服装虚拟仿真应用的关键所在，研究结果在服装设计等领域研究价值较高，应用前景广阔。本文旨在通过实践研究，探讨数字化虚拟服装设计中，针织面料机织织造组织及花型的设计方法，并对生成的数字化图像信息及物理属性进行复合处理。从实践中得到仿真应用效果更加真实、操作更加便捷的数字化针织品类面料，更好地处理数字化针织面料物理属性外观纹理制作方法，满足实时性仿真相关要求。

关键词：3D针织面料；数字服装；仿真设计

随着数字经济、数字技术的发展，数字化技术与服装服饰融合得愈加密切，数字化虚拟服饰3D仿真设计、3D虚拟建模得以快速应用及发展，服饰品数字化虚拟仿真应用设计建模是关键所在，但面料物理效果呈现也是数字化虚拟仿真应用关键所在，面料虚拟仿真的应用前景越发广阔，其仿真效果也越发重要。

针织类面料其由于自身的结构特性和物理属性及应用场景，数字化虚拟仿真呈现效果具有一定的技术开发难度。目前数字化虚拟仿真面料技术较难满足现有的应用场景，需要更多仿真细节研究，以提升其面料物理仿真效果的呈现，提高针织品类服装虚拟仿真设计应用效果。

面料数字化虚拟仿真需要完整的数字智能系统完成，不仅需要数字化面料处理软件设计制作面料，更需要数字化面料处理软件结合智能面料物理属性测试仪、视觉识别系统辅助。快速对针织面料做物理属性测试和纹理采样，对采集到的数字化面料处理软件中的面料进行四方连续材质贴图处理、校色修色等操作，也可以对图案进行处理进而生成所需要的数字面料提花应用于虚拟服装设计中。

一、数字针织面料外观获取

（一）针织面料扫描准备

在获取针织面料图像的时候，利用数字摄像机、数字照相机、扫描仪、平台式微密度计等进行获取。在3D针织面料数字化仿真分析中，选择应用数字照相机作为获取图像的途径，拥有比较好的色深度、光学分辨率、动态范围，可支持多种不同的介质格式，得到要求，降低针织面料采集难度。

（二）针织面料预整理

首先对需要扫描的针织面料进行整理，使其平整没有折痕，扫描范围内包含至少一个四方循环的图案，便于后续数字化面料拼接。后续处理图像和判断织物类型的时候，图像的污渍和任何噪点，都是导致判断错误的原因，为了确保判断结果准确无错误，对样本采集提出要求。针织面料要具有端正的形态，织物纵列、衡列要横屏竖直，且结构完整没有出现任何畸形。织物本身要干净无污染。织物需保持完整的结构，不能存在任何破洞、断裂等缺陷，避免在提取的时候出现织物不完整结构现象。图片选用jpeg格式。

二、针织面料图像预处理

在针织面料图像特征提取之前，要预先处理图像，将一些特征影响提取的因素予以消除，保证准确的提取高质量图像特征。按照特征提取、针织图像特点对图像提出的相关要求。在预处理期间要去除针织物图像中的噪声，同时还可以增强边缘。灰度化处理针织面料图像，二值化，形态学处理，最后边缘化检测，将针织面料反面图像信息和正面图像信息检测出来。

（一）灰度化处理彩色图像

R、G、B三个分量对针织面料图像中的所有色素具有决定作用，并且所有的分量有225中值可取。灰度图像属于三个分量相同的特殊图像类型，其中一个像素点的变化范围维系在0-255之间。在处理数字化针织面料图像的时候，首先要转换不同格式类型的图像，降低计算图像的工作量。描述灰色图像和彩色图像的时候，其结果与彩色图像相同，都能够将针织面料图像局部色度、亮度等级和整体色度、亮度等级特征和分布情况反应出来。

直方图在对图片曝光精确度进行反映的时候，多以图形化参数实现，其描述的是针织面料图片限时范围内影像的灰度分布曲线。在直方图的左侧位置，可以将针织面料图像的阴影信息展现出来，在中间位置可以将中间色调信息显示出来，在右侧位置可以将图像的高亮信息显示出来。用r表示横坐标灰度值，那么灰度值出现的概率如下：

（二）织物图像平滑

在针织面料图像获取的时候，不可避免的会在图像中出现噪声问题。若是没有对噪声问题做出相应的处理，将会导致纱线形态受到破坏，降低针织面料图像真实性，甚至将针织面料图像特征给淹没，对识别组织有所不利。在针织面料图像特征提取之前，可使用图像平滑的方式将噪声去除。

（三）二值化

在分析针织面料图像之前，需要将灰度图像二值化处理，并再次展开深度分析。二值化将图像f（x，y）进行划分，得到背景领域和目标物体领域。首先，要选择合适的灰度临界值，将比选择的合适临界值灰度值大的定义为极大值，将比选择的合适临界值灰度小的定义为极小值。以临界值作为依据，选取不同的方法分析。在二值化过程中，将其划分成为固定阈值法和自适应阈值法。阈值化的变换函数关系表达式如下所示：

在公式3中，T代表制定的阈值，此变换函数为阶跃函数，在得到阈值点T以后，可实现图像转化，得到二值图像。

三、针织面料几何模型构建

以NURBS样条曲线作为基础完成模型构建，重点是NURBS样条曲线必须经过决定针织节的空间型空间值点Q（1）、Q（2）、……，Q（9）。针织面料节模型的空间型值点的值和相互关系必须在确定的时候，充分与针织节结构和编织工艺等各种参数深度结合。

建立针织结构曲线模型以后，以毛线截面直径作为依据，对NURBS展开放样处理，获得针织节结构几何模型。

结语

随着服装款式日渐丰富，各种类型的针织面料多种多样，3D针织面料数字化仿真具有更加广阔的应用前景。本文从结构特征提取角度出发，分析三维建模的要素，为3D针织面料数字化发展提供参考。

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