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1、泊松方程在纱线仿真中的应用第41卷第7期2007年7月浙江大学(工学版)JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Vo1.4lNo.7Ju1.2007泊松方程在纱线仿真中的应用诸葛振荣,吴佳(浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027)摘要:针对织物模拟效果很大程度上取决于纱线真实感模拟效果的问题,在泊松方程的基础上,提出了一种提取真实纱线边缘轮廓的算法以提高纱线模拟的真实感效果.将纱线的数码采集位图用手工划分为前景,后景和不确定区域3个部分.采用五点公式法和Gauss-Seidel迭代法来计算不确定区域中像素点的不透明系数
2、a,根据a的值判断该像素点属于前景还是后景,不断循环计算逐步缩小不确定区域,达到循环中止条件后可以得到细致的纱线边缘曲线.以大肚纱和牙刷纱为例,提取的边缘曲线细腻,具有毛羽感,得到了比较理想的实验提取效果.关键词:纱线;泊松方程;五点公式法;Gauss-Seidel迭代中图分类号:TP391.41文献标识码:A文章编号:1008—973X(2007)07—1070—03ApplicationofPoisson'SequationinyarnsimulationZHUGEZhen—rong.WUJia(CollegeofElectricalEngineering,Zhejian
3、gUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Consideringthatthesimulationeffectoffabricsmostlydependsontheoneofyarns,amethodbasedonPoisson'Sequationwasproposedtoextracttheedgeoutliningofyarnsinordertoimprovethethreedimensionalsimulationeffectofyarns.Thebitmapofayarnwasdividedintothreeareas,for
4、e—ground,backgroundandunsurearea.Thefive—pointformulaandGauss—Seideliterationmethodwereap—pliedtocalculatea,theopaquecoefficientofthepixelsintheunsurearea.Accordingtoeachpixel'Svalueofa,whetherthepixelbelongstotheforegroundorthebackgroundwasjudged.Throughrepeatedcalcu—lation,theunsureareawa
5、sreducedgraduallyandtheexactoutlineoftheyarnwasfinallyobtained.Tak—ingthebig—bellyyarnandtoothbrushyarnforexample,theedgecurveswereexquisite,andgoodoutliningeffectswereobtained.Keywords:yarn;Poissonequation'S;five—pointformula;Gauss—Seideliteration纱线是织物的基本组成单元,它的真实感模拟极大地影响织物模拟的效果和逼真程度.目前纱线的
6、计算机模拟主要可以分为3类方法:真实纱线提取法,参数化二维建模法和参数化三维建模法.以二维模型所进行的花式纱线模拟虽然在形状材质模拟方面和后期映射到整体织物的过程中达到了不错的效果,但由于花式纱线本身的材质比较复杂,颜色也并不是单一或者规则变化的,用单纯的抽象模拟来实现花式纱线的仿真目前来说有一定的难度和复杂度.现有的物体提取算法对单一背景的"亚像素级别"或透明物体的提取效果已经非常好,但也需要2幅不同色彩背景的物体照片才能完全确定边缘信息_1].对于单幅自然背景的图像,目前主要通过手工初步标出边界区域的方法来提取景物_2].参数化三维建模法由于算法十分复杂,目前并不为广泛采
7、用.泊松方程不需要采用2幅不同色彩背景的物体照片,从单幅自然背景的图像中便能提取物体.对操作人员的要求也不高,只需粗略地对图像的前景背景进行划分.基于以上分析,本文采用基于泊松方程来提取收稿日期:2006—02—10.浙江大学l工学版)网址:WWW.journals.zju.edu.cn/eng作者简介:诸葛振荣(1948一),男,浙江兰溪人,副教授,从事纺织CAD及计算机控制的研究.E-mail:zdjw@263.com第7期诸葛振荣,等:泊松方程在纱线仿真中的应用真实纱线以构造一个比较完整的纱线库,
