随着人们消费水平不断提高,科技水平不断发展,消费者对生活必需品的要求从满足温饱转向个性化、高端化,促使制造业的生产模式从传统模式转向智能制造模式。全成形毛衫一体成形,无需下机缝合加工,易于开发新款式,且穿着舒适、合体,既减少了企业的生产成本,又满足了消费者对高端以及个性化产品的需求。全成形毛衫的三维仿真作为服装计算机辅助设计的一个方面,能更加直观地查看毛衫效果,不仅有效提高了设计者与生产商的交流效率,显著缩短生产周期,还能使消费者足不出户就能完成挑选、试衣、购买的过程,加快了消费流程,与当下快节奏的生活方式契合。传统的单机版针织CAD软件可以帮助设计者高效地产出,但随着互联网时代的到来,其发展受到桎梏,互联网技术的方便快捷促使CAD软件向在线使用转型。课题以实物为基础,与理论计算相结合,探索在Web平台实现具有真实感全成形毛衫三维仿真的道路。首先,本课题分析了使用四针床电脑横机编织全成形毛衫的工艺,按照工艺的使用程度分类为基本工艺、特色工艺两类,包含收加针、比率编织、接片、多织等工艺。深入研究各种工艺所形成花式结构中的线圈穿套关系及其结构特征。根据160/84 A的标准模特尺寸设计了几款全成形毛衫的尺寸与工艺,使用编码的方法将对应的编织工艺信息转化为数码信息,并建立工艺数学模型,以二维矩阵的形式使用Java Script编程语言储存在服务器中。其次,根据Pierce松弛线圈模型建立了线圈8点几何模型和网格模型,利用相关理论公式求出型值点坐标。对全成形毛衫上的花式结构拍照取样,使用网格绘制法,将正常线圈及花式结构中的线圈分别用网格表示,通过测量与对比得到变形线圈网格各质点的偏移量,用以表征线圈的变形量,利用平面几何和向量根据网格质点偏移量反求得到线圈型值点坐标。将线圈所在行数和线圈所在列数代入公式中,求得线圈在对应位置的型值点坐标,进一步得到整个衣片所有线圈的型值点坐标。再次,绘制各款式全成形毛衫的二维样板,将以衣片为单位的线圈型值点阵表示为二维纹理样板。将二维样板虚拟缝合后得到三维服装模型,二维样板与三维服装模型均由三角形面片组成,根据从二维转化为三维时索引值相同的三角形在二维样板和三维模型中的相对位置不变这一原则,利用向量的空间变换关系计算得到二维到三维的空间变换矩阵。对线圈型值点应用相应的空间变换矩阵,将二维纹理样板空间变换为三维立体形态,并使用基于WebGL封装运行的Three.js引擎库中的数学库实现了该变换过程。最后,利用Three.js库中的三维样条曲线Catmull Rom Curve3和管道函数Tube Buffer Geometry分别生成线圈路径和线圈实体,基于PBR材质对线圈表面纹理贴图,以增加线圈真实感。分析对仿真效果和仿真时间有影响的因素,线圈表面细分越细、三维模型中三角形面片越多仿真时间越长,但线圈表面细分过粗、三角形面片数过小会对仿真的整体和细节效果产生不利的影响,因此需要根据具体要求选择合适参数。利用灯光和阴影对全成形毛衫整体进行真实感渲染。本课题所提出的方法基于WebGL技术,可在网页上实现对拥有大数量级线圈的全成形毛衫的在线实时仿真。