现有机织物CAD系统的外观模拟功能可以快速获取所设计织物的外观效果,但只适合模拟部分织物,其二维模拟图像的真实感不足,用三维图像真实模拟机织物的外观已成为新的研究方向。本课题以计算机图形学和软件工程知识为理论基础,应用纺织专业知识,对地毯中纱线的三维几何形态进行了深入分析,建立绒圈的三维几何模型,进行光照材质设置,结合地毯空间几何模型和受力模型,实现了圈绒地毯的计算机三维仿真。具体研究内容如下：纱线模拟：首先从影响纱线的几个主要因素颜色、纱支、捻度、捻向、光照性能等入手,建立纱线受力模型,模拟纱线中心线的轨迹,结合Peirce模型模拟纱线的横向几何特征,得到纱线的建立了纱线的三维模型。结合纱线的基本光照材质参数设置,模拟出纱线的真实光照效果,实现纱线的三维仿真。绒圈模拟：本文采用简化绒圈为单纱绒圈,细化绒圈表而细节的方法,建立绒圈模型。绒圈在地毯中并不是按照设计图规则排列,绒圈会发生错位、挤压变形、甚至高低圈遮挡。在地毯的整体效果模拟时,必须将这些因素考虑在内。地毯模拟：在Open Inventor三维图形系统中采用Phong模型建立地毯织物表面纱线的光照模型。根据光源的强度、位置等结合纱线的材质、结构、捻度和纱线在织物中的位置研究织物表面颜色明暗变化规律,并最终模拟地毯织物的外观效果。调整摄像机的位置和方向,可以从不同的角度观察仿真结果。通过本研究方法模拟的地毯织物外观的3D模拟效果图和实物对比,模拟图能够逼真的模拟地毯中的圈高变化,实现了二维模拟难以实现的仿真效果。