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1、【4 4 】4 42 0 0 1 年2 月 纱线与机织物计算机辅助设计系统的研制 张瑞云任莺李汝勤 ( 东华大学纺织学院,上海,2 0 0 0 5 1 ) 擅要:系统地叙述了纱线与机织物C A D 系统的总体设计,单文档、多视窗的系统结构设计和最终的编程实现,最后对软件 的进一步升级作了简要展望。 关t 词:机织物纱线W i n d o w s 9 8 平台计算机辅助设计 中田洼分类号:T S1 0 3 7 4 机织物计算机辅助设计方面的软件早在八十年 代就已开始投入研制,目前国内这方面的软件实用 化的已有很多,功能也已日趋丰富。我们开发了一 个W i n d o w s 9 8 平台下运行的
2、小型C A D 软件,除具 有常用织物组织的设计与织物仿真功能外,还可模 拟嵌人具有特殊效果纱线后织物的外观花纹效应。 1 软件系统的总体设计 软件系统的总体设计主要考虑三大功能,即:纱 线处理功能、织物组织设计功能及织物仿真功能,并 要妥善考虑各个功能之间的软接口,故总体设计框 图如图1 所示。 圈1 软件的总体设计框图 软件系统采用v C 抖6 0 的单文档、多视窗结 构,每一功能模块都具有自己的视窗,即最高层的三 个视窗分别为组织图视窗,用于设计各种常用的织 物组织;织物图视窗,用于通过修改织物的经纬密、 纱线的颜色和支数、嵌入特殊纱线等来仿真织物;纱 线图视窗,用于对扫描进的纱线进行图
3、象处理及颜 色处理后置于待用纱线库中供织物仿真时选择。各 个视窗之间通过菜单命令或视窗的命令按钮进行切 换。所有的视窗共享同一文档中的数据。因此织物 图象在显示时,都使用文档中被各个视窗最新更改 的数据。 2 视窗结构设计 图2 是软件系统的界面外观,界面的底部为视 窗切换按钮视窗。该视窗包括四个功能按钮:组织 图、织物图、纱线图和退出,前三个按钮是为了在最 高层三个视窗间切换设置的,退出按钮可退出整个 软件系统。 圈2 软件系统的界面外观 2 1 组织图视窗:组织图视窗是在视窗切换按 钮的视图区激活了组织图按钮后所呈现的,体现在 左子视窗区和右子视窗区的按钮内容发生变化,其 中左子视窗包括原
4、组织、变化组织、其它和自定义组 织四个功能按钮,右子视窗是左子视窗功能的展开, 它以中文命令按钮或图标命令按钮的形式出现。对 于左子视窗的原组织,右子视窗的内容为三个三原 组织的命令按钮;对于变化组织右侧呈现三原组织 的所有变化组织的命令按钮;对于其它这个按钮,右 侧则呈现所有联合组织和复杂组织的命令按钮;对 于自定义组织,右侧出现关于如何定义新类织物组 织的提示信息。 2 2 织物图视窗:织物图视窗是在视窗切换按 钮的视图区激活了织物图按钮后所呈现的,其左子 视窗包括纱线支数、纱线颜色、经纬密、配色模纹效 果、纱线嵌入状态、取消嵌入状态六个功能按钮,右 子视窗包括各种较常用织物组织的命令按钮
5、。 2 3 纱线图视窗:纱线设计是织物设计的关 键,在织物设计视窗中,设置纱线嵌入状态的功能按 钮,就是为了观察织物配备不同纱线的效果的。激 活底部视窗的纱线圈按钮则切换至纱线图视窗。其 左子视窗包括两个功能按钮:图象处理和纱线颜色。 右子视窗分为两个区,包含了两类特种纱线的若干 图片按钮,上区为花式纱线区,下区为花色纱线区, 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第二十二卷第一期 4 5 【4 5 】 用来调用各种常用花式或花色纱线用,当然其它
6、特 种效果纱线可通过文件的打开命令从纱线库中调 用。 各个视窗的功能按钮在激活后,如果还需补充 信息,则弹出相应对话框,以利于进一步的数据交 互。如激活了配色模纹按钮,则弹出对话框提示输 入经纬纱的色纱种类和各色纱的颜色;若激活了图 象处理按钮,则弹出对话框提示输入用于图象处理 的阈值。 3 软件系统的主要类和数据结构 软件系统所使用的M F C 中的类及新生成的各 种子类概括起来包括四种:通用类、图象处理类、视 窗类、对话框类。 通用类包括主框架窗口类C M a i n F r a m e ,用来 生成用户界面的主窗体和完成初始生成;应用类 C M u l f i V i e w A p p
7、 ,用此类定义软件系统的唯一一个 应用实例;文档类C M u l t i V i e w D o c ,包括一切与文件 管理有关的成员函数和与织物图象绘制相关的数 据。这里值得一提的是这些数据,由于系统的最终 图形输出是织物的仿真图象,所以文档类的数据成 员主要是影响织物图象成型的数据,在系统中数据 存储在W E A V E 结构中,它的定义如下所示: s t r H nt a g W E A V E I u n a g n e di n tm a t f i x 1 0 0 1 0 0 ; * 组织图矩阵* u n s i g n e di n tR j ,R w ; * 组织图经纬纱循环教
8、* C O I O R R E F j c o l 1 6 ,w c o l o r 1 6 ; * 经纬纱颜色数组* f l o a tj d i a m e t e r ,w d l a m e t 目- ; * 经纬纱直径* f l o a tj d e n s l t y ,w d e m i t y ; * 织物经纬密* I W E A V E ; 数据结构中的组织图矩阵是一个布尔矩阵,它 根据组织图的数学模型或其它的运算进行赋值;经 纬纱颜色数组存储色经、色纬的颜色数值,数组的大 小定为1 6 ,此数组最大可定义为2 5 6 。在W E A V E 结构中关于纱线的信息比较少,因为
9、纱线信息除了 W E A V E 中列出的数据外,其它全部来源于扫描进 的纱线图象,这些数据被存放于文档中纱线的一个 三维数组中。系统使用单文档、多视窗结构,在其它 视窗中修改的数据是W E A V E 结构的成员,纱线数 组中的数据只能被读人的新数据重写,不能被其它 视窗修改。根据文档中的数据,再辅以其它一些计 算,如显示的组织点大小、织物延拓倍数等就可输出 织物图象。 图象处理类只有一个类,即C l r n a g e p r o c e s s 。此 类包括软件中所有图象处理的成员函数,如函数 G e t D I B P i x e l R ( ) 和函数s e t D I B P i
10、x e l R ( ) 为读 取或设置D I B 位图( 与设备无关位图) 中某象素红 颜色分量的浓度值;函数I m a g e P r o c e s s ( ) 为根据 输人的阈值对当前位图进行图象处理。 视窗类是从C S c r o l I V i e w 类派生的各子类,包 括在文章的第二部分中所提到的所有视窗的类,各 个类的实现代码即是实现视窗中所有按钮的功能, 纱线、组织和织物各有三个视窗类,另加底部视窗类 共有十个视窗类。 对话框类是从( Z x a l o g 类公有继承的各子类, 用来辅助用户与系统间进行信息交互。系统共包含 十个对话框类,如Y a r n e o l o r
11、 d l g 为纱线颜色提示对 话框类,P s m w c o l o r d l g 为配色模纹经纬纱颜色设置 对话框类。 4 织物仿真功能的实现 这里着重介绍织物在仿真时图形绘制功能的实 现和特殊效果纱线嵌入织物的仿真效果实现。织物 仿真图形的绘制步骤为:将视图指针指向文档,以 获取文档中W E A V E 结构的数据;初始化设备描 述表,并按W E A V E 中经纬纱颜色循环初始化画 笔、画刷;计算要显示的经纬纱循环的次数和总经 纱、纬纱根数;按经纬纱总根数组织循环绘制组织 点。绘制时,若为经组织点,则先绘纬后绘经,否则, 先绘经后绘纬,另外配以矩形的边缘与内部分开绘 制,来模拟织物表
12、面纱线的交织效果。为达到进一 步仿真的目的,在绘制的矩形组织点内部以或深或 浅的颜色绘制小矩形或小椭圆,使纱线出现弯曲和 反光的外观,以模拟纱线的弯曲和捻度,当然,每个 组织点必须容纳足够的象素( 3 3 以上) 。 特殊效果纱线嵌入织物中的过程如下:用扫 描仪对纱线图象进行扫描输入,图象的格式设定为 B M P 图象格式;对图象进行阈值处理,即消除图 象扫描时的噪音干扰,将小于某一阈值的象素的值 全部置为不同于纱线颜色的其它颜色值,此处为0 值,其它象素不变,以保留纱线的完整信息。阈值越 大,纱线的毛羽保留越少;对图象进行分析以获取 纱线的中轴位置,即对每一根扫描线计算第一个非 ( 下转第2
13、 2 页) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【2 2 】2 2加0 1 年2 月 过未覆盖有粘合剂的区域通过,因而,粘合面积相同 的不同粘结形式的复合土工布具有相近的渗透性 能。另外,从表3 中的数据还可以看出,无论是点粘 合还是条形区粘合,长丝复合土工布的孔径值均小 于0 6 5 r a m ,而其垂直渗透系数则大于相同粘合面 积的编织复合土工布,这可能是因为长丝机织土工 布中的长丝是由多根单丝细丝组成,单丝与单丝之 间存在着许多很小的缝隙,这些
14、缝隙能允许体积更 小的水分子通过,而相对体积较大一些的沙子则很 难通过,这使得长丝复合土工布比编织复合土工布 具有更好的垂直透水性能及过滤性能,因而,长丝复 合土工布更适宜制作反滤材料。 裹3 化学轱台l 台土工布渗遗性能测试结果 样品编号垂直渗透系数( c m s ) 孔径0r 9 5 ) 值( m ) 长丝复合编织复合长丝复合编织复合 1 。0 0 4 500 2 1 0 o ( 上接第4 5 页) 零象素和最后一个非零象素的位置并取中值,最后 对所有扫描行中值取平均值;以中轴线为参考将 每一根扫描线左右若干象素的信息读至文档中纱线 的数组中;绘制组织点。根据组织点的大小,读取 经纱或纬纱
15、数组中轴左右上下若干象素,填绘到组 织点位置上,填绘时,要根据是纬或经组织点以及经 纬纱使用花式纱线的情况决定先绘经后绘纬或先绘 纬后绘经,或者仅绘制两根经纱或纬纱的交界部分。 5 结论与展望 软件系统是在奔腾2 3 3 微机上以W i n d o w s 9 8 为平台在v c + + 6 0 环境下开发的,具有良好的织物 参数设计和织物仿真功能。以花式纱线为例对特殊 效果纱线在织物中的嵌入仿真进行了有益的探索, 效果是比较满意的。软件研制的下一步工作重点体 现在以下两个方面:进一步对纱线进行图象处理和 分析,以获取纱线的表观参数,为纱线的计算机设计 打下基础;进一步对织物的仿真进行探索,使织物的 毛羽度、起绒程度等影响表征的指标可被量化控制。 参考文献 1 夏少白:微机图象处理技术及其在纺织工业中的应用, 纺织学 报) ,1 9 9 3 ,N o2 2 蔡陛霞:( 织物结构与设计) ,中国纺织出版社,1 9 9 6 年3 月 3 张艳等译:( V i s u a l c + + 6 宝典) ,电子工业出版杜,1 9 9 9 年4 月 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
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