Mô phỏng hình ảnh vải là mô phỏng hình dáng mặt vải soa cho hình ảnh vải càng giống thực càn tốt. Hình ảnh vải cần đạt được đúng:
- Tỷ lệ kích thước.
- Màu sắc, kiểu dệt, hoa văn
- Đúng đặc điểm ngoại quan vải dệt kim.
Bài toán: Từ dữ liệu một thiết kế vải - Mảng kiểu dệt, vẽ hình ảnh vải. Ý tưởng giải quyết bài toán mô phỏng hình ảnh vải:
Bước 1: Vẽ cấu trúc vòng sợi: Chia vòng sợi thành các phần tử hình học: cung tròn, đoạn thẳng. Biểu diễn các phần tử hình học bằng các hàm (có các tham số: toạ độ, độ nhỏ sợi, bán kính vòng sợi, góc vẽ, độ dài đoạn thẳng...)
Bước 2: Vẽ liên kết các vòng sợi: Dựa kiểu dệt của các vòng sợi liền kề, biến đổi cách vẽ để tạo vòng sợi mới sao cho đúng với kết cấu đan kết dệt kim.
Bước 3: Vẽ tổng thể mẫu vải có hiệu ứng không gian: Phân tích, sắp xếp các phần tử mỗi vòng sợi thành các nét khuất, nét nhìn thấy. Sắp xếp các phần tử mỗi vòng sợi trên các lớp vẽ. Xếp chồng các lớp vẽ theo thứ tự ta thu được hình mô phỏng cấu trúc vải.
Bước 4: Tạo độ nhám ảnh - đặc điểm đặc trưng của vải dệt kim. Giá trị tham số độ đậm nhạt giữa biên sợi và thân sợi, độ nhám vải được xác định bằng phương pháp đánh giá chuyên gia sao cho kết quả hình ảnh vải thu được giống thực.
Mô tả thuật toán mô phỏng hình ảnh vải: - Dữ liệu vào: Dữ liệu mảng kiểu dệt. - Dữ liệu ra: Hình vẽ mô phỏng cấu trúc vải. - Các bước thực hiện:
Bước 1: Vẽ cấu trúc vòng sợi Bước 2: Vẽ liên kết các vòng sợi
Bước 3: Vẽ tổng thể mẫu vải có hiệu ứng không gian Bước 4: Vẽ độ nhám ảnh vải
So sánh các bước 2 thuật toán: Thuật toán mô phỏng cấu trúc hình học vải và Thuật toán mô phỏng hình ảnh vải.
+ Bước 1,2,3 của 2 thuật toán giống nhau.
vải.
Cài đặt bước 4 Vẽ độ nhám ảnh vải:
Xác định các tham số độ đậm nhạt và độ nhám vải: Sử dụng hệ toạ độ màu HSL để phân tích các điểm ảnh.
Hình 2.29: Hệ toạ độ màu HSL
Hệ toạ độ màu HSL có 3 trục H (Hue), S (Sat), L (Lum).
Trong đó H (Hue), S (Sat) là hoành độ và tung độ thể hiện ánh màu (sắc màu) có giá trị từ 0 đến 240.
L (Lum) là giá trị cột thể hiện độ đậm nhạt (L=240: độ phản xạ 100% - màu trắng; L=0: độ phản xạ 0% - màu đen)
Gọi L0 là giá trị Lum của màu sợi thiết kế và cũng chính là giá trị Lum trung bình cảu các điểm ảnh cần vẽ.
L1 là giá trị Lum giữa thân sợi. L2 là giá trị Lum biên sợi.
Gọi s là biên độ dao động giá trị Lum của các điểm ảnh
Để đơn giản, ta đưa ra mô hình rằng giá trị L là tuyến tính từ giữa thân sợi tới biên sợi. Như vậy ta có độ lệch giá trị Lum giữa L1 và L2 là L = L1- L2 và mối tương quan: L0
= 2 2 1 L L .
Hình vẽ một đoạn thân sợi:
Hình 2.30: Mô hình vẽ độ sáng tối ngẫu nhiên tạo hiệu ứng nhám vải.
Trong đó:
R0: Bán kính sợi
r: Khoảng cách điểm M tới tâm sợi cần vẽ x0: Toạ độ tâm thân sợi
x, y: Toạ độ điểm M s: Biên độ giá trị Lum
Gọi hàm số Hc(H, S, L) là màu có giá trị Hue là H, giá trị Lum là L và giá trị Sat là S. Màu trung bình (màu thiết kế sợi) là Hc((H0, S0, L0).
Tại vị trí giữa thân sợi (toạ độ x0) có màu là Hc((H0, S0, L1). Các màu để vẽ sợi có giá trị Hue và Sat như nhau (H0, S0), tức là có cùng sắc màu (tông màu) và chỉ khác nhau về độ đậm nhạt (giá trị Lum).
Màu tại điểm tuỳ ý M tại toạ độ x (cách tâm r) có giá trị Lum L được tính:
Lum s L2 L1 L x0 L x L0 R0 r M (x,y) x1 x2
DelL = L
Private Sub VeSoi (x0, y0, s, hy)
'( x0, y0 toạ độ tâm sợi, s - biên độ giá trị Lum, hy - chiều cao đoạn sợi cần vẽ) Dim x,y, L
For y = y0 - hy/2 to y0 + hy/2 For r =0 to R
L = L1-r*DelL/R0
P.Pset (x0 + r ,y * (Rnd - 0.5) * s ), Hc(H0, S0, L1-r*DelL/R0)
P.Pset (x0 - r , y * (Rnd - 0.5) * s), Hc(H0, S0, L1-r*DelL/R0)' Vẽ điểm đối xứng điểm trên qua trục tâm sợi
Next Next Trong đó:
+ Hằng số DelL xác định độ đậm giữa biên sợi và giứa thân sợi
+ Hàm Rnd (Random) là hàm số ngẫu nhiên có giá tị từ 0 đến 1. Giá trị s xác định độ nhám vải.
Trên đây là phương pháp cơ bản để vẽ đoạn sợi có chiểu thẳng đứng, tuy nhiên để vẽ tổng thể mẫu vải còn có các đoạn nghiêng một góc , khi đó cách vẽ tương tự nhưng có thêm biến , toạ độ x sẽ là x * cos() và tạo độ y là y * sin(). Các đoạn sợi theo chiều ngang sẽ hoán vị biến x và y,...
Phương pháp xác định độ đậm nhạt của các điểm ảnh- Phương pháp chuyên gia
Hiện tại chưa có phương pháp tính toán lý thuyết nào tính độ đậm nhạt các điểm ảnh trên thân sợi, ở đây dựa vào phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh của chuyên gia trong lĩnh vực thiết kế vải dệt kim. Bài toán đặt ra là cần xác định độ đậm nhạt các điểm ảnh giữa thân sợi và biên sợi (tạo hiệu ứng không gian hình ảnh - L) và biên độ dao động độ đậm nhạt ngẫu nhiên của mỗi điểm ảnh (tạo độ nhám mặt đặc trưng của vải dệt kim - s).
Ta xác định các giá trị L bằng phương pháp thực nghiệm và đánh giá chuyên gia: + Cài đặt các giá trị L=0,10, 20, ...., 240. Chạy phần mềm, so sánh kết quả mô phỏng với mẫu thực, chọn ra giá trị L cho kết quả mô phỏng tốt bằng trực quan - phương pháp chuyên gia.
+ Tiếp tục cài đặt các giá trị Lvới bước nhảy là 1; nếu kết mô phỏng kém đi, chọn bước nhày là (-1). Chạy phần mềm, so sánh kết quả mô phỏng với mẫu thực, chọn ra giá trị L cho kết quả mô phỏng tốt cũng bằng trực quan - phương pháp chuyên gia.
Thực hiện các bước trên ta thu được giá trị L cho kết qủa mô phỏng hợp lý. Tổng số các lần dò thử là 24+10=34 lần.
Thực hiện các bước tương tự như trên ta xác định được giá trị s.
Thực nghiệm mô phỏng với giá trị L khác nhau để lựa chọn giá trị L hợp lý
A - Ảnh scan mẫu vải thực
B - Hình mô phỏng với L = 10;s = 30. C - Hình mô phỏng với L = 30; s = 30.
D - Hình mô phỏng với L = 45; s = 30. - Hình mô phỏng với L = 60; s = 30 Hình 2.31: So sánh hình ảnh mô phỏng với các giá trị L khác nhau
Trong đó A là hình ảnh vải thực, các hình B, C, D, E là các hình ảnh vải mô phỏng với độ với các giá trị L và s khác nhau.
Nhận xét thấy rằng:
- Với các giá trị L nhỏ (hình 2.43.B,C), hình ảnh vải mờ, không rõ, khó phân biệt các vòng sợi.
- Với các giá trị L=45 (hình 2.43.D), hình ảnh giống mẫu thực hơn cả và các vòng sợi cũng được phân biệt rõ.
Giá trị L=45 được chọn làm hằng số cài đặt trong phần mềm.
Thực nghiệm mô phỏng với các giá trị s khác nhau để lựa chọn giá trị s hợp lý:
A - Ảnh scan mẫu vải thực
B - Hình mô phỏng với L = 45;s = 0. C - Hình mô phỏng với L = 45; s = 30.
D - Hình mô phỏng với L = 45; s = 36. E - Hình mô phỏng với L = 45; s = 50 Hình 2.32: So sánh hình ảnh mô phỏng với các giá trị s khác nhau
Nhận xét thấy rằng:
- Với các giá trị s nhỏ (hình 2.40.B,C), hình ảnh vải mịn, bóng, chưa giống mẫu thực - Với các giá trị s lớn (hình 2.40.E), hình ảnh "nhám " không giống mẫu thực
- Với các giá trị s=36 (hình 2.40.D), hình ảnh giống mẫu thực hơn cả, độ nhám mặt vải vừa phải.
Giá trị s=36 được chọn làm hằng số cài đặt trong phần mềm. Ví dụ kết quả tạo độ nhám vải:
Hình ảnh vải sau bước 1 và 2, tưới bước này ta chỉ thấy được vị trí vòng sợi mà chưa thấy được "hình dáng" vòng sợi.
Hình 2.33: Hình vẽ màu xác định vị trí vẽ vòng sợi
Hình ảnh vải sau bước 3, ta đã thấy được "hình dáng" vòng sợi, nhưng hình mô phỏng giống "hình vẽ" mà chưa sát với hình ảnh thực của vải.
Hình 2.34: Hình vẽ vòng sợi tạo hiệu ứng đậm nhạt
Hình ảnh vải sau bước 4: các điểm ảnh đậm nhạt không xuất hiện theo trật tự nhất định mà xuất hiện ngẫu nhiên giống như ảnh chụp từ vải.
Hình 2.35: Hình vẽ vòng sợi tạo độ nhám
Vấn đề đặt ra là cần xác định độ lệch L và biên độ s sao cho hình ảnh mô phỏng càng giống thực càng tốt.
và dạng sản phẩm.
- Dạng vải rapo (chu kỳ hoa văn) liên tiếp: Vải dệt liên tục theo từng cuộn vải một (mỗi cuộn có chiều dài khoảng 100-200m). Ở dạng này có vải dệt kim tròn và dệt kim phẳng. Với các loại vải này, ta chỉ cần thiết kế 1 rapo. Các rapo nối tiếp nhau theo chiều ngang hết khổ vải hoặc hết chu vi đường ống với vải dệt kim tròn tạo thành một hàng rapo. Các hàng rapo nối tiếp nhau theo chiều dài tới hết cuộn vải. Với loại vải dạng liên tiếp, sau khi hoàn tất, người ta phải giác mẫu, cắt và may thành sản phẩm may
Hình 2.36: Hình ảnh mô phỏng vải dạng rapo liên tiếp Rapo được kẻ khung, các rapo nối tiếp nhau hết khổ vải.
- Dạng sản phẩm: Vải được dệt riêng rẽ từng chi tiết một (ví dụ tay áo, thân áo,...). Dạng sản phẩm này không cần qua công đoạn giác mẫu, cắt mà tới luôn công đoạn may. Cấu trúc sản phẩm dạng này thường có chi số sợi thấp, mật độ vòng nhỏ, vải thô, thường là áo len,... Với dạng sản phẩm này ta phải thiết kế toàn bộ chi tiết.