Создание 3D-моделей базовых структур трикотажа

Витебский государственный технологический университет

3D-МОДЕЛЬ, ЛАСТИК 1+1, ПРОИЗВОДНАЯ

ГЛАДЬ, ТРИКОТАЖ, 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ, ТРЕХМЕРНАЯ ГРАФИКА, СТРУКТУРА ТРИКОТАЖА

Целью работы является разработка 3D-моде-лей структур кулирного трикотажа главных и производных переплетений.

В качестве объекта исследования выбраны образцы трикотажа главных переплетений (ластик 1+1) и производных переплетений (производная гладь). На конкретных примерах описан процесс создания 3D-моделей структуры трикотажа главных и производных переплетений. Предложено процесс создания 3D-моделей структуры трикотажа разделять на 4 этапа: идентификация образца трикотажа в соответствии с общепринятой классификацией; составление схемы структуры трикотажа (геометрической модели); выбор программы для работы с трехмерной графикой; разработка трехмерной модели структуры трикотажа (3D-модели).

Презентации полученных 3D-моделей позволяют рассмотреть строение трикотажа в мельчайших деталях, с различных ракурсов, с остановкой изображения в любом положении и могут быть использованы при выполнении экспериментальных работ на производстве, в научных исследованиях, а также в учебном процессе.

3D MODEL, ELASTIC 1+1, THE DERIVATIVE OF THE SURFACE, KNITWEAR, 3D MODELING, GRAPHICS, THE STRUCTURE OF THE KNIT

The aim of the work is to develop 3D models of the structures of filling knit of the main and derived weaves.

As the object of study, the samples of the main weave knitwear (elastic 1+1) and derived interlacing (derived surface) were selected. The process of creation of 3D models of the structure of knitwear of the main and derivative interlacings is described on specific specimen. The proposed process of creating 3D models of the structure of the knit to be divided into 4 stages: identification of the sample is knit in accordance with the generally accepted classification; the mapping of the structure of knitted fabric (geometrical model); the choice of the program for work with three-dimensional graphics; development of three-dimensional models of the structure of knitted fabric (3D model).

Presentations of 3D models allow to consider the structure of knitwear in the smallest detail, from different angles, with a stop image in any position and can be used in experimental work in the production of scientific research, as well as in the educational process.

Целью работы является разработка 3D-мо-делей структур кулирного трикотажа главных и производных переплетений.

Процесс создания 3D-моделей структуры трикотажа можно разделить на следующие этапы:

• —    идентификация образца трикотажа в соот-

• * E-mail: alekseev-denis@mail.ru (D. Alekseev) ( 62

ветствии с общепринятой классификацией;

• —    составление схемы структуры трикотажа (геометрической модели);

• —    выбор программы для работы с трехмерной графикой;

• —    разработка трехмерной модели структуры трикотажа (3D-модели).

  вестник витебского государственного технологического университета, 2018, № 2 (35)

  
  

В учебном процессе при изучении трикотажа, на производстве, а также при проведении научных исследований важно правильно идентифицировать образцы трикотажа в соответствии с общепринятой классификацией трикотажных переплетений [1]. Для идентификации образцов трикотажа используют визуальные изображения структуры трикотажа [2, 3, 4, 5, 6, 7].

Рассмотрим процесс создания 3D-моделей структуры трикотажа на примере двух образцов. ОБРАЗЕЦ № 1

Для идентификации образца используем его визуальные изображения. Для визуального анализа образца использовали комплекс, состоящий из персонального компьютера, оптического микроскопа МС-1 и видеоокуляра UCMOS03100KPA. Структурная схема комплекса представлена на рисунке 1.

На рисунке 2 приведены полученные увеличенные изображения обеих сторон трикотажа, а – левой стороны, б – правой стороны.

На обеих сторонах трикотажа видны лицевые петли, что позволяет отнести трикотаж к двухлицевому. Из рисунка 3 следует, что рапорт чередования столбиков левой и правой сторон 1+1. Таким образом образец трикотажа № 1 связан на двухфонтурной машине переплетением ластик 1+1.

На рисунке 4 изображена структура трикотажа переплетения ластик 1+1. При сравнении визуальных изображений (рисунки 2, 3) с рисунком 4 устанавливается их идентичность.

ОБРАЗЕЦ № 2

На рисунке 5 приведены изображения лицевой и изнаночной сторон трикотажа. Как следует из представленных рисунков петельные столбики одного цвета чередуются с петельными столбиками другого цвета (рисунок 5 а ). Петли соседних петельных столбиков смещены примерно на половину высоты петельного ряда. На изнаночной стороне протяжки петель одного цвета расположены за остовами петель другого цвета

Рисунок 1 – Структурная схема комплекса

а

Рисунок 2 – Увеличенное изображение фрагмента структуры образца трикотажа № 1: а – левая

б

сторона; б – правая сторона

Рисунок 3 – Увеличение изображение структуры растянутого в ширину образца трикотажа № 1 с очищенным последним рядом

(рисунок 5 б ). Таким образом, в данном образце сочетаются два переплетения кулирная гладь, выполненные таким образом, что между петельными столбиками одной глади (из нитей одного цвета) ввязаны петельные столбики другого цвета (из нитей иного цвета). Результаты анализа позволяют считать, что образец № 2 связан переплетением производная гладь.

Схема переплетения производная гладь изображена на рисунке 6. Сопоставление рисунков 5 и 6 показывает идентичность структуры трикотажа образца № 2 и схемы переплетения (рисунок 6).

Выбор программы для работы с трехмерной графикой

В программе реализована система реалистичного моделирования волос, меха, одежды, двуногих персонажей; моделирование тел, учитывающее внешнее воздействие на них; моделирование системы частиц и управление её поведением.

3D-Max располагает обширными средствами по созданию разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей реальных или фантастических объектов окружающего мира с использованием разнообразных техник и механизмов, включающих следующие:

а

б

Рисунок 5 – Увеличенное изображение фрагмента структуры образца трикотажа № 2: а – лицевая сторона; б – изнаночная сторона

Рисунок 6

Схема структуры трикотажа

–

переплетения производная гладь

– полигональное моделирование;

– моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS);

– моделирование на основе порций поверхностей Безье;

– моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов.

Программа 3D-Мax характеризуется продуманным интерфейсом и относительной легкостью в освоении. Этим можно объяснить ее большую популярность. Богатый инструментарий дает разработчику трехмерной графики возможность реализовать в программе любую задумку.

3D-Мax – лидер рынка программного обеспечения для трехмерного моделирования, ани- мации и визуализации.

Открытая архитектура 3D-Mах позволяет аниматорам воспользоваться преимуществами использования более чем ста подключаемых приложений, чтобы быстро и легко добавлять впечатляющие эффекты.

3D-Max – программа трёхмерной графики -может использоваться:

• –    в архитектурном проектировании;

• -    в подготовке рекламных и научно-популярных роликов для телевидения;

• -    в компьютерной мультипликации и художественной анимации;

• –    в компьютерных играх;

• –    в компьютерной графике и Web-дизайне.

Процесс создания 3D-модели структуры трикотажа продемонстрируем на примере моделирования структуры образца № 2.

Для создания каркаса перейдем на вкладку Create (Создание) командной панели, зайдём в категорию Splines (Сплайны) и выберем объект Line (Линия). После изобразим ломанную линию в виде угла, рисунок 7.

Выбрав данную ломанную, перейдём в меню редактирования, которое находится на командной панели, и используем вкладку Fillet (Скругление углов), и выставляя значение или в ручную поворачивая колёсико мышки, выделяем точки и задаём радиус скругления. Полученный результат действия видим на рисунке 8.

Чтобы создать копию выделенного объекта в окне проекции, нужно выполнить команду Edit > Clone (Правка > Клонирование) или же, нажав на данный объект правой клавишей мыши, выбрать пункт Clone (Клонирование). На экране появится окно Clone Objects (Клонирование объектов). В этом окне можно выбрать один из трех вариантов клонирования (рисунок 9):

• -    Copy (Независимая копия объекта) - созданная копия не будет связана с оригиналом.

• –    Instance (Привязка) – копия будет связана с исходным объектом. При изменении параметров одного из объектов автоматически будут изменены параметры другого.

• -    Reference (Подчинение) - копия будет связана с исходным объектом. При изменении параметров исходного объекта автоматически будут изменены параметры клонированного объекта, однако при изменении параметров клонированного объекта исходный объект изменен не будет.

Выбрав один из видов клонирования, создаём три копии нашей ломаной.

При помощи команды Rotate (Вращение) на месте осей системы координат объекта появится схематическое отображение возможных направлений поворота. Если подвести указатель мыши к каждому из направлений, схематическая линия подсвечивается желтым цветом, то есть поворот будет произведен в данном направлении. Команда Mirror (зеркало, отражение) – создает

Рисунок 7 – Создание ломаной

Рисунок 8 – Скругление углов

Э Clone Options

Object

Copy

?

г Controller

®

Instance

C instance