随着人们对居住环境要求的提高,地毯织造行业进入快速发展时期。但是目前地毯织造行业存在产品设计效率低、反复织造地毯样品浪费物料的问题。因此将簇绒地毯的整体外观通过三维仿真予以呈现在一定程度上能够代替传统地毯织造过程中打样对比环节,成为提高地毯产品设计效率的有效措施之一。为解决空间结构复杂的多圈高簇绒地毯在实现其外观三维仿真时缺乏真实感的问题,本文提出了一种可行的簇绒地毯三维建模与仿真方法:通过算法实现了基于NURBS拟合的簇绒地毯几何模型的建立,并添加纹理细节、光照模型等对模型加以渲染,完成多圈高簇绒地毯的三维仿真。最终将仿真效果与实际样品进行对比,验证了该方法的可行性。本文具体研究内容如下:(1)基于NURBS(非均匀B样条有理曲线)拟合原理构建单个绒圈的几何模型。考虑到NURBS能够通过改变控制点的位置灵活地设计曲线形状,由NURBS准确的表达空间结构复杂的地毯绒圈中心线走向及截面形状。结合NURBS拟合原理,反求绒圈中心线及截面控制点坐标,完成地毯绒圈几何模型的建立。(2)单个绒圈几何模型的仿真实现。在所建立的绒圈几何模型的基础上,抽象出了绒圈力学模型并分析绒圈受到周围绒圈挤压力的作用后自身形态的变化。簇绒地毯经过一系列工艺处理后,相邻绒圈之间存在相互挤压导致其形态发生变化,本文以绒圈空间位置的偏转来模拟绒圈的形变。另一方面对绒圈的物理属性进行仿真,包括表面纹理图像的映射、光照模型的添加及材质设置等,增强仿真的真实感。(3)多圈高簇绒地毯整体仿真的算法实现。通过设计簇绒地毯整体仿真方案流程,开发了簇绒地毯仿真的程序算法:首先由参数读取保存模块完成对设定的簇绒工艺参数的读取及保存,将设定参数转换为几何模型参数;然后利用NURBS拟合原理建立绒圈几何模型的同时完成绒圈空间位置的偏转模拟,实现簇绒地毯整体几何模型的构建。最后由纹理材质渲染模块则对簇绒地毯整体外观加以渲染,将簇绒地毯整体外观通过三维仿真更为真实地呈现出来。基于PythonScript开发环境实现簇绒地毯外观的整体仿真,通过测试仿真程序算法得到仿真结果。最后对仿真效果加以分析并展示。通过调试簇绒地毯整体外观仿真算法程序,真实地模拟了不同排纱规律下多种花型图案、绒圈高度变化的簇绒地毯。对比仿真效果与实际地毯样品,验证了本文中实现簇绒地毯外观三维仿真方法的可行性,并且通过对比仿真效率与现有打样机的打样效率,该方法实现起来更加便捷。