基于3ds Max软件的机织物结构三维建模研究

向形态，分别采用圆型、椭圆型、跑道型作为纱线的横截面进行织物的三维模拟呻’。

图１．１应用卧Ｔ３Ｄｗｅａｖｅ模拟的三维效果图Ｙ．Ｊｉａｎｇ等构建织物组织的几何模型，进行了织物三维立体模拟…１。

随着近些年来对织物结构研究的不断深入，国内学者也利用织物的几何结构对织物结构和表面效果的真实感模拟方面进行了如下尝试：郑天勇等通过对机织物结构的分析“”，发现织物组织的浮长线对机织物结构、外观和图案有至关重要的影响：浮长线对纱线的拉拢、分离作用使纱线在织物中凸起或下沉．可把同一浮长线覆盖下的另一个系统的纱线集束在一起甚至重叠，或者将处在不同浮长线内另一个系统的纱线分割开甚至形成孔洞，同时浮长越长，则该浮长处纱线在垂直方向上的凹凸程度越大“”。

浮长线作用导致纱线上各组织点的最终位置的ｘ、Ｙ、ｚ坐标相对于初始位置有一定的偏移，计算出这个偏移量，结合Ｐｉｅｒｃｅ模型得到纱线上各个组织点的坐标，以算出的各个组织点位置为控制点按照几何造型上常用的３次Ｂ样条曲线构造纱线的屈曲方程，椭圆方程构造纱线截面““。

其实现效果如图卜２和卜３。

诸葛振荣采用ＶＣ＋＋６．０编程，运用ｏｐｅｎＧＬ图形函数，根据纬纱一般要比经纱粗，在视觉效果上纬纱的弯曲度要比经纱小，所以假设纬纱没有弯曲，只有经纱围绕纬纱上下波动“”。

组织的不同导致纬纱分层，判断在同一层的图卜２网目组织三维模拟效果图卜３芦席组织的三维模拟效果图卜４改变纱线大小的模拟图卜５平纹织物三维模拟结构图图卜６三维织物效果图图卜７加捻模拟效果图综上所述，目前在织物结构和外观模拟的研究中，大多采用圆形或者椭圆形描述截面状态，正余弦函数或者Ｂ样条曲线来模拟纱线屈曲状态。

在软件的应用上，近些年来逐步采用Ｖｃ编程环境下结合图形函数库来实现图形的绘制，最终实现对织物结构和外观的三维模拟。

其实现过程和实现效果都不是很好，而３ＤＳ｜ｌＡｘ软件可以省去很多繁重的编程工作，为设计者提供了一个较高的平台，并可以很好的完成对织物结构和简单外观的模拟。

3Ds Max三维建模及应用研究作者：李谷伟来源：《硅谷》2014年第11期摘要随着三维建模的广泛应用，3Ds Max以其出色的建模特点也被广泛的采纳，它在游戏制作、电影特效制作、工业制造、建筑设计、室内设计等领域都有着普遍的应用，文章就其特性来探讨3Ds Max在各个领域中应用情况。

关键词三维建模；3Ds Max；应用领域中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0088-011什么是三维模型三维模型是实际物体转换为多边形表示的一种方式，通常可以利用计算机或其它类型的图像显示设备进行显示。

其显示出来的实物可以是真实世界的物体，也可以是虚拟的模型等。

一切大自然中真实存在的实物都可以使用三维模型来展示[1]。

除了三维模型，还有一种技术叫三维地质建模；尽管它现在早已不是什么新技术了，但是它在国外，毕竟也已经发展了数十年，中国从20世纪80年代末才逐渐引入EsrthVision，到现在也差不多发展了近20来年。

但是总结一下地质建模在开发油田中所起的作用，显而易见；迄今为止，三维地质建模核心的作用主要有两个方面：一是向数值模拟化提供一般的模型；二是对油藏的总结性评价，例如勘探开发油藏的风险评估。

不过三维地质建模到现在为止也没能投入到油田的生产中去。

此外，在油田开发中的地质研究工作，迄今为止还是没有任何特别有效、可靠的技术。

油藏地质研究除了这些以外，还主要需要手工制作的厚度图、油藏剖面图、连通图等，但是远远还不够，所以非常需要新兴技术的加入。

但是在整个开发过程中，唯独三维地质建模可以被称为新兴技术，因此三维地质建模完全有能力在地质开发研究中起到更加大的作用。

事实上，三维地质建模并不只是这么一点作用，它完全可以成为最为核心的技术。

但是数十年的实际表现也说明了一个问题，单单依靠地质统计学还是不够的，还不能把三维地质建模在纵向的发展发挥的淋漓尽致。

怎么才能够更好的发挥三维地质建模技术的作用，让它能够真真正正成为油藏开发阶段的核心技术是每一个从事三维地质建模甚至是所有三维设计和制造相关的工作人员必须关注的问题[2]。

3DS Max布料模拟教程：制作逼真的布料效果3DS Max是一款功能强大的三维建模和动画软件，通过使用它的布料模拟工具，我们可以制作出逼真的布料效果。

下面将为你详细介绍如何使用3DS Max中的布料模拟工具进行布料效果的制作，让你的三维场景更加真实和生动。

步骤一：创建基础模型1. 打开3DS Max软件，新建一个工程，点击“文件”菜单，选择“新建”。

2. 在工具栏上选择“创建”图标，然后选择一个合适的基本几何体，如立方体或者球体。

3. 在视图窗口中绘制并调整基本几何体，使其成为你想要的形状和尺寸。

步骤二：设置布料属性1. 在左侧的“创建”面板中找到“布料”，并点击“框”按钮。

2. 在视图窗口中点击模型的表面，创建一个布料模拟对象。

你可以通过点击多个点来定义不同的区域。

3. 在属性编辑器中，将布料的密度、弹性和刚度等属性调整到你需要的程度。

你可以根据不同的材质和效果来调整这些属性。

步骤三：设置约束和力1. 在属性编辑器的“装配”选项卡中，选择模拟对象并点击“约束”按钮。

2. 在视图窗口中点击模型上的点来创建约束点，可以创建多个约束点来模拟不同的物理效果。

3. 在属性编辑器的“力”选项卡中，选择模拟对象并点击“控制”按钮。

4. 在视图窗口中点击模型上的点来创建力点，可以创建多个力点来模拟不同的受力情况。

步骤四：调整模拟参数1. 在属性编辑器中的“模拟参数”选项卡中，可以调整布料模拟的参数。

2. 调整模拟的帧率、模拟时间和时间步长等参数，以达到你想要的效果。

3. 在模拟过程中，你可以通过点击“模拟”按钮来预览效果，如果需要调整可以随时停止模拟进行参数的修改。

步骤五：渲染和导出1. 在渲染设置中，选择适合场景的渲染器，并设置渲染分辨率和输出格式等参数。

2. 点击渲染按钮开始渲染，根据需要进行渲染时间的设置。

3. 渲染完成之后，你可以选择将渲染结果导出为图片或者视频等格式，以供后续使用。

通过以上步骤，你可以轻松地使用3DS Max的布料模拟工具来制作逼真的布料效果。

纬编针织物组织结构的三维建模方法研究王旭;孙妍妍【摘要】以3DS Max软件为例,探讨了针织物组织结构的三维建模方法.根据Pierce模型理论,确定了表达线圈轴线空间弯曲形态的控制点并基于非均匀有理B 样条函数插值建立曲线,结合3DS Max软件的截面曲线放样技术实现了线圈的建模.按照线圈的形成规律,实现了纬平针、罗纹组织的三维建模.研究表明,基于非均匀有理B样条函数插值及截面曲线放样技术,可以方便地实现针织物三维模型的建立.【期刊名称】《河南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(026)003【总页数】5页(P6-10)【关键词】针织物;三维建模;非均匀有理B样条;曲线放样【作者】王旭;孙妍妍【作者单位】纺织面料安徽省高校重点实验室安徽工程大学纺织服装学院,安徽芜湖241000;纺织面料安徽省高校重点实验室安徽工程大学纺织服装学院,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TS107针织物组织的三维建模研究，对于分析线圈相互串套关系、理解针织物的形成过程及外观模拟具有十分重要的意义.随着CAD技术的发展，采用计算机三维软件进行针织物结构的建模，已受到了国内外学者的重视，主要的研究方法包括线圈模型的建立及运用三维软件如OpenGL或3DS Max等进行不同针织组织的三维模拟.吴周镜等[1]在Pierce模型的基础上引入了B样条及椭圆描述线圈，结合OpenGL和VC++对纬编针织物结构进行了三维模拟.刘夙等[2]在Pierce模型的基础上将线圈模型进行分段参数化处理，实现了对纬平针织物的计算机三维模拟.张克和等[3]认为不同组织的针织物线圈在结构上存在差异，提出了纱线极限密度排列的线圈模型，并对纬平针、罗纹及双反面等组织进行了三维模拟.史晓丽等[4]将线圈看成一个均匀对称的实体结构，将线圈分为直线段、针编弧和沉降弧分段进行建模，实现了纬平组织的三维模拟.兰振华等[5]在Leaf-Glaskin模型的基础上建立了线圈模型，并基于OpenGL和Delphi实现了针织物的参数化三维建模.上述基于VC++或Delphi结合OpenGL图形函数库模拟针织物的方法建模和编程均较复杂.部分研究者采用3DS Max软件进行建模.3DS Max软件具有操作方便、易于掌握、应用广泛等优点，在机织物三维建模方面已有应用，取得了较好的模拟效果，如顾平等[6-7]采用3DS Max软件对平纹、斜纹、缎纹及方格组织等机织物进行了三维模拟.此外，3DS Max软件在针织物动态模拟方面也具有较好的效果[8].本研究在基于3DS Max软件进行机织物三维模拟的基础上[9]，结合Pierce模型理论和对实物进行测量确定了线圈轴线型值点，并基于非均匀有理B样条(NURBS)函数插值建立了曲线，结合3DS Max软件的截面曲线放样建立了线圈模型，最终按照线圈串套规律，采用阵列复制实现了纬平针及罗纹组织结构的三维建模.纱线在针织物内的几何形态较为复杂，线圈是针织物最小的结构单元.因此，对针织物组织结构的三维建模通常先建立线圈的三维模型，再根据线圈串套规律建立整个针织物组织的三维模型.线圈的三维建模包括纱线截面和线圈屈曲形态的确定，其中纱线截面的典型模型有圆形、椭圆形(Peirce)、跑道形(Kemp)及凸透镜形(Byun)等；线圈的屈曲状态通常用纱线轴线的空间曲线表示，可根据线圈屈曲高度和纱线直径的关系确定一系列型值点，并运用函数插值建立曲线.通过给定型值点插值的方法建立曲线是针织物线圈模拟中的常用方法.其中，NURBS样条曲线因具有可局部调整的灵活性且能较好地表征针织线圈轴线形态而被广泛采用[10].NURBS曲线由控制顶点和样条基函数确定，已知n+1个控制点Pi( i =0, 1, 2, …，n)，则k+1阶NURBS曲线可用式(1)表示：式中，k为幂次，Wi为与控制顶点Pi相对应的权因子，Ni,k (u) 为k次样条基函数.通常可采用三次NURBS样条曲线建立不同纬编针织物线圈轴线的空间形态，并结合曲线截面放样的方法模拟实际针织线圈的立体结构形态.本研究采用纬编针织物中应用较为广泛的Pierce模型进行线圈的三维建模.Pierce 模型认为，线圈截面为圆形且线圈中纱线粗细均匀一致、左右对称，线圈由针编弧、沉降弧和圈柱构成.线圈模型参数包括纱线直径d，线圈高度h，线圈宽度w和线圈厚度t.针织物模型参数包括圈距A与圈高B，分别表示横列和纵行相邻线圈对应点的距离.根据上述分析，运用3DS Max软件建立针织物的三维模型包括4个步骤：①纱线截面形状的确定；②纱线轴线的屈曲形态曲线的确定；③以纱线轴线为放样路径对纱线截面进行放样建模，形成线圈的三维模型；④根据针织物线圈的串套规律，对线圈进行阵列复制操作，形成针织物组织结构的三维模型.2.1 纬平针组织结构三维建模图1为某羊毛衫纬平针组织实物扫描图，可发现纬平针组织线圈配置具有定向性，正面每一线圈具有两根与线圈纵行配置成一定角度的圈柱，织物反面每一线圈具有与线圈横列同向配置的圈弧.根据图1显示的纬平针组织实物扫描图,建立纬平针线圈三维模型.为简化分析，假定纱线截面为圆形直径d且在整个线圈中保持不变.根据纬平针线圈的几何特点并结合相关文献，取线圈轴线型值点13个，分别为N1，N2，…，N13，如图2所示.N1和N13为沉降弧最低点，即线圈的起始点和终止点;N3和N11是圈柱和沉降弧的连接点;N5和N9是圈柱和针编弧的连接点.从顶视图看，曲线关于针编弧顶点N7左右对称.从左视图看，圈柱部分的型值点N3～N5及N9～N11在一个平面上，其在z方向上高于沉降弧和针编弧的型值点约为0.5d.根据图1所示，实际纬平针组织在自然状态下线圈间存在一定程度的挤压，结合实物测量，可定义圈距为3.2d、圈高为2d、厚度为1.5d.根据纱线直径和线圈的几何关系，可确定各型值点的坐标，见表1.根据线圈型值点坐标，可运用3DS Max软件提供的NURBS曲线功能建立线圈轴线，并选择纱线截面形状为圆形，按照曲线截面放样方法建立纬平针线圈的三维实体.根据圈距w和圈高h，按照阵列方法即可产生纬平针组织结构的三维模拟图，图3是按照纱线直径d=0.8、圈高h=1.6、圈距w=3.2得到的纬平针组织结构三维模拟图.2.2 罗纹组织结构三维建模罗纹组织是正反面线圈纵行方向以一定组合相间配置而形成的纬编组织.图4是某羊毛衫1+1罗纹组织的实物扫描图.该组织正面线圈和反面线圈纵行1∶1配置，其最小单元由一个正面线圈和一个反面线圈构成.由于正面线圈和反面线圈不在一个平面上，沉降弧须由前向后再由后向前地将正反面线圈相互连接.由于沉降弧弯曲和扭转的回复作用，造成自然状态下罗纹组织两面线圈纵行相互毗连，即无论正面或反面只能看到由圈柱构成的正面线圈纵行.当罗纹组织受横向拉伸时，两面均可看到正面线圈纵行和反面线圈纵行的交替配置.根据图4显示的罗纹1+1组织实物扫描图建立罗纹1+1最小单元的线圈三维模型，见图5.令纱线截面为圆形直径d.根据纬平针线圈几何特点并结合相关文献，取线圈轴线型值点23个，分别为N1，N2，…，N23，其中N1～N12为正面线圈，N12～N23为反面线圈，点N12为正反面线圈连接点.正面线圈中N3和N10是圈柱和沉降弧的连接点，N5和N8是圈柱和针编弧的连接点，反面线圈中N14和N21是圈柱和沉降弧的连接点，N16和N19是圈柱和针编弧的连接点.从前视图看，正反面线圈圈柱部分处于两个平面上，正面圈柱部分的型值点N3～N5及N8～N10在一个平面上，其在z方向上高于沉降弧和针编弧的型值点约0.5d.反面圈柱部分的型值点N14～N16及N19～N21在一个平面上，其在z方向上低于沉降弧和针编弧的型值点约0.5d.根据图4所示，在自然状态下罗纹1+1组织线圈间存在一定程度的挤压，结合实物测量，可定义圈距3.8d、圈高1.35d、厚度2.25d.根据纱线直径和线圈的几何关系，可确定各型值点的坐标，见表2.根据线圈型值点坐标，运用3DS Max软件提供的NURBS曲线功能建立线圈轴线，并选择纱线截面形状为圆形，按照曲线截面放样方法，建立罗纹1+1线圈的三维实体.根据圈距w和圈高h，按照阵列方法，即可产生罗纹1+1组织结构的三维模拟图，图6是按照纱线直径d=1、圈高h=1.35、圈距w=3.8得到的罗纹1+1组织结构三维模拟图.其他非1+1罗纹可以用类似方法根据正面线圈和反面线圈的配置比例建立相应的最小线圈单元，结合阵列方式产生三维模拟图.通过3DS Max软件平台，探讨了针织物组织结构的三维建模方法.研究表明，基于型值点NURBS插值方法建立线圈轴线，结合纱线截面曲线放样和阵列复制方法，可以快速方便地实现针织物组织结构的三维建模，对于分析线圈的相互串套关系、理解针织物的形成过程及外观模拟具有较好的参考价值.目前的研究主要采用交互式方法，建模效率有待进一步提高.此外，本研究仅考虑了线圈在理想化截面的静态建模过程，今后的研究重点在运用3DS Max软件的Maxscript语言建立参数化程序，实现根据参数自动产生具有非理想截面的线圈及针织物组织结构的三维模型及其动态变化，以提高建模效率和表征能力.【相关文献】[1] 吴周镜，宋晖，李柏岩，等.纬编针织物在计算机中的三维仿真[J].东华大学学报：自然科学版，2011，37(2)：210-214.[2] 刘夙，龙海如.纬平针织物的计算机三维模拟[J].纺织学报，2007，28(12)：41-44.[3] 张克和，方园.针织物结构研究与计算机仿真[J].浙江理工大学学报，2006，23(1)：8-12.[4] 史晓丽，耿兆丰.针织三维效果仿真的研究及实现[J].东华大学学报：自然科学版，2003，29(3)：47-50.[5] 兰振华，祝双武，尉霞，等.针织物三维仿真新方法[J].针织工业，2010(4)：8-10.[6] 顾平，许家英.基于3DS MAX软件平台织物结构的三维模拟[J].丝绸，2012,49(11)：40-43.[7] 李昌玉，张瑞林，尹华.3DS MAX中通过NURBS曲线实现方格织物的三维结构模拟[J].工业控制计算机，2012,25(1)：73-74,76.[8] 邓婕，瞿畅，王君泽.基于3DS MAX实现针织基本组织编织的动态模拟[J].丝绸，2011,48(8)：27-30.[9] 王旭.机织物组织结构的三维建模方法研究[J].河南工程学院学报：自然科学版，2013,25(1)：6-10.[10]蒙冉菊，方园.NURBS样条曲线纬编针织物线圈结构的建模分析[J].浙江理工大学学报，2007,24(3)：219-224.。

3Dmax布料和服装建模技巧3Dmax 布料和服装建模技巧在3D建模领域中，布料和服装建模是一项重要且常见的技术。

无论是电影特效，电子游戏，还是虚拟现实应用，布料和服装的真实感表现都对最终效果起着至关重要的作用。

下面，将详细介绍几种常用的3Dmax布料和服装建模技巧。

步骤一：创建基本模型1. 在3Dmax中打开一个新场景，点击“创建”面板，选择“线框”图标，创建一个基本的人体模型。

2. 注意保持模型的整体比例和比例尺，确保细节建模的准确性。

步骤二：调整布料的形状1. 选择人体模型，进入修改模式，开启“EditPoly”功能。

2. 使用“推拉”、“推拉定形”、“放样”等工具，将人体模型的表面进行平滑和改变形状，以适应不同种类的布料。

步骤三：添加细节1. 使用“涂鸦”或“轮廓”工具，为模型的表面添加细节，如褶皱和纹理等。

2. 注意细节的真实感和比例，使其与真实世界中的布料相似。

步骤四：调整布料的材质1. 在“材质编辑器”中，选择合适的布料纹理和材质。

2. 调整光照、反射和折射等属性，使布料看起来更真实。

步骤五：布料模拟1. 在3Dmax中，使用“布料”模拟器，对模型进行布料仿真。

2. 设置合适的布料参数，如弹性、重力和空气阻力等，使仿真效果更加真实。

步骤六：服装建模1. 在基本模型的基础上，使用“布料片段工具”、“追踪线”等技术，逐步将布料片段连接起来，以建模整件服装。

2. 注意保持服装的比例和均衡感，使其看起来更加逼真。

步骤七：装饰和细节1. 使用“多边形建模”和“细分曲面建模”等技术，添加装饰物和细节，如扣子、拉链、补丁等。

2. 调整细节的位置、旋转和缩放，使其与模型整体相协调。

步骤八：动态模拟1. 如果需要对服装进行动作模拟，可以使用3Dmax中的动态模拟器，如“布料”、“皮肤”等。

2. 设置合适的刚体属性、碰撞体和关节等参数，使服装在运动中保持自然和真实的形态。

总结：以上为一般的3Dmax布料和服装建模技巧步骤，实际操作中还可以根据具体需求进行相应的调整和改进。

3Dmax布料和软体模拟技巧：制作流动的织物效果3Dmax是一种专业的三维建模和渲染软件，广泛应用于电影、游戏、动画等领域。

其中，布料和软体模拟技巧是制作逼真的织物效果的关键。

本文将介绍制作流动的织物效果的步骤和技巧，详细分点列出。

1. 准备工作- 安装和打开3Dmax软件，并选择适合的版本。

- 准备好需要制作织物效果的模型，可以是人物、家具等。

2. 创建布料对象- 在3Dmax中，选择"Create"菜单下的"Geometry"，然后选择"Plane"创建一个平面对象。

- 调整平面对象的尺寸和位置，使其覆盖到需要添加织物效果的模型上。

- 将平面对象的材质类型设为"Standard"。

- 调整平面对象的旋转角度，使其与模型表面垂直。

3. 添加软体模拟效果- 选中布料对象，在3Dmax的"Modifier List"中选择"Garment Maker"。

- 在"Garment Maker"的属性面板中，将模拟精度调整为适当的数值。

- 点击"Make Garment"生成软体模拟效果。

4. 调整织物参数- 在3Dmax的"Modifier List"中选择"Garment Maker"的子菜单"Modifier Stack"。

- 在"Modifier Stack"中选择"Garment Designer"，进入织物参数设置界面。

- 修改织物参数，如布料的类型、弹性、厚度等，以及重力、空气阻力等外力参数，以实现流动的织物效果。

- 预览并调整参数，直到满意为止。

5. 优化和细节调整- 选中布料对象，在3Dmax的"Modifier List"中选择"Edit Poly"。

关于三维织物几何模型的建模、算法与仿真系统的开题报告一、研究背景和意义三维织物是一种三维的可变形材料，由许多纤维或线组成，经过交织或编织而成。

它广泛应用于服装、家具、汽车座椅等生产领域中。

对于三维织物产品的设计、制造和优化，需要开发一个可靠的仿真系统，同时需要建立一个精确的三维几何模型和纹理映射算法。

目前，国内外关于三维织物建模、算法与仿真系统的研究起步较晚，尤其是针对复杂三维织物的建模和仿真系统尚未完善。

因此，开展三维织物几何模型的建模、算法与仿真系统的研究，具有非常重大的实际应用价值。

二、研究内容和方法本项目的研究内容主要包括三维织物的模型建模、纹理映射技术、仿真算法和系统实现等方面。

1. 三维织物的建模方法采用三维建模软件或算法，从实物或二维织物图样中获取三维织物的拓扑结构、物理属性以及外观特征等信息，并建立三维几何模型。

2. 织物的纹理映射技术采用纹理映射技术，能够更好的模拟织物的表面纹理和颜色，实现三维织物的真实呈现，并进行逼真的渲染。

3. 织物的仿真算法通过有限元分析和计算力学方法，建立三维织物的复杂数学模型，对织物进行力学、动力学仿真分析，预测三维织物的变形、应力分布和反应，并优化三维织物的设计。

4. 织物的仿真系统实现根据三维织物的建模方法、纹理映射技术和仿真算法，开发一个完整的三维织物仿真系统平台，支持三维织物的模型构建、纹理映射、仿真分析和交互操作等功能。

三、研究预期成果1. 建立三维织物的几何模型和纹理映射方法，能够实现三维织物的真实呈现和逼真渲染。

2. 建立三维织物的有限元分析和计算力学模型，能够预测三维织物的变形、应力分布和反应，并优化三维织物的设计。

3. 开发一个完整的三维织物仿真系统平台，支持三维织物的模型构建、纹理映射、仿真分析和交互操作等功能。

四、预计研究时间本项目的研究时间预计为两年。

五、研究论文计划计划撰写3-4篇学术论文，发表在国内或国外学术期刊或学术会议上，以及一篇本项目的研究报告。