2023年电脑针织横机教学【VRT在针织横机教学中的应用】.docx

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1、2023年电脑针织横机教学【VRT在针织横机教学中的应用】 摘要：结合针织横机的结构、工作原理以及针织试验教学实践，提出利用VRT技术开发虚拟针织横机，并就主要部件之一的机头的运动作了探讨。本探讨为纺织专业教学增加了新的手段，为纺织学生与从业人员供应了直观、生动、逼真的学习环境，这对调动学生的学习爱好，培育和训练学生的操作技能，提高纺织专业的教学质量都将起到主动的作用。关键词：虚拟现实；针织横机；3dMax；Virtools中图分类号：G642.0 文献标记码：A 文章编号：1674-9324（2023）08-0019-03虚拟现实技术是一种能模拟人类视觉、听觉、力觉、触觉等感知行为的高度逼真

2、的人机交互技术，是一门涉及多种学科和技术的交叉技术1。利用该技术可以使人处于用计算机生成的环境中，通过感官语言、手势可以在其中用自然的方式进行“交互、对话”，并自由的运动，随意视察四周的事物，观到物，听到声，感到力，使人具有完全身临其境之感。由于虚拟现实VR技术是由多种学科和先进技术集成而成的，具有特别丰富的内涵和显著的特征，吸引了各领域的科学家和工程技术人员投入到这一领域进行探讨。归纳起来，虚拟现实（VR）技术主要具有如下一些特点2：沉醉性、交互性、构想性3。为此，探讨与开发纺织设备与工艺的计算机虚拟现实技术，实现在计算机上进行虚拟纺织生产是今后及相当长的一段时间内的重要科研课题。本课题探讨

3、与开发针织横编机计算机虚拟现实技术中的各机构的构成及其运动，各三角的调整及织针相对运动轨迹的改变。使横机教学变得生动好玩，让学生更能直观、形象、主动参加横机的学习过程，提高教学效果，也为进一步研发各针织设备与工艺的虚拟现实技术打下了基础。一、虚拟针织横机开发的内容1.虚拟针织横机模型的建立。采纳3dMax软件建立针织横机模型，横机模型的机头部分如图1所示，图2为三角渲染后的效果。2.虚拟针织横机模型的导出。将3dMax中制作的模型导入到Virtools中，导出“整体效果.NMO”和“半个机头.NMO”两个文件，分别作为整体效果的展示和互动时便于细致地视察三角调整状态。3.Virtools中进行

4、交互设计。如图3所示，在工具面板中，点选 （选择）按钮，再到3D Layout视窗中横机主对象中点选详细部件，点击针床，在选中状态下，点击鼠标右键，选择Material Setup（03-Dafault），打开前针床的材质设置面板（03-Dafault是在3ds Max中针床材质给予的第三个材质球）。在打开的 （材质设置）面板中，通过调整 （环境颜色）、（漫反射颜色）、 （自发光颜色）设置部件颜色和自发光程度。如须要贴图，选择在下拉菜单中选择已导入的图片。4.虚拟针织横机机头的往复运动。针织横机机头的往复运动使织针在机头的作用下上升和下降，是针织横机织物编织的重要过程，故机头的往复运动是虚拟针

5、织横机不行缺少的互动环节，下面介绍用键盘A、D键实现机头往复运动方法。机头的往复运动是跨在针床上的马鞍形机头上的全部部件的同时运动，而Virtools的大多数行为模组只能作用在一个3D Entity上，要想实现机头上全部部件的同时运动，就要设置模型的层级关系。点击 （资源）按钮，在绽开菜单中选择（层级管理器），此时数据资源库窗口就会出现 的标签按钮，绽开标签下的 可以看到全部的模型列表，此时结合键盘上Ctrl和Shift键同时选中机头上的全部部件（包括导纱器上的部件，模拟导纱器连同机头同时运动的过程）。选中状态下鼠标左键点击拖拉至机头上再松开，此时选中的部件都变成了机头的子对象。为了精确快速找

6、到全部机头上的部件，可在3dMax中模型导出前将这些全部部件设置成组。设定完成之后，在视窗中绽开 ，将全部物体选中再点击按钮，设置全部物体的初始状态。5.后期交互制作及效果。加载界面及交互菜单，可以充分体现作品的交互功能，也可提高作品的视觉效果。主、次界面图片通过创建二维帧实现，操作菜单由交互按钮构成。后期的交互制作内容主要包括：信息发送与接收、说明框图的显示、主界面与次界面的互换、“整体效果”脚本的开启与关闭、“三角调整”脚本的开启与关闭、“织针相对运动”的开启与关闭。通过点击创建面板上的 （创建二维帧）按钮，即可在3D Layout视窗中出现一个新的二维帧，通过点击 （创建材质）按钮创建新

7、的材质。界面制作过程主要是把界面图片作为新材质的纹理，再把新材质给予二维帧，其他界面及按钮的制作留意参数的选择，大致相同。二、项目设计效果阐述交互设计完成之后的效果参见网页4。点击播放按钮，显示的主界面如图4所示，当鼠标滑过或点击按钮时，按钮颜色发生改变。点击“操作说明”按钮，将显示操作说明框，点击下面的三个按则分别进入相应的此界面，操作者可实现虚拟针织横机操作的互动环节。点击主界面的“整体效果”按钮进入整体展示的交互界面，鼠标右键和滚轮限制视察角度和视图大小，运用键盘A、D键限制机头的往复运动，点击“返回”按钮，回到主界面。点击主界面的“三角调整”按钮进入三角调整的交互界面，鼠标右键和滚轮限

8、制视察角度和视图大小，左键点击三角相应的调整部件，实现变更三角的工作状态，点击“返回”按钮，回到主界面。点击主界面的“织针相对运动”按钮进入织针相对运动交互界面，织针的相对运动交互设计是通过点击相应按钮完成，鼠标点击左侧的“成圈”、“集圈”、“浮线”三个按钮分别能够实现织针的对应的三种相对运动状态，点击“返回”按钮，回到主界面。由Deactivate Script模块实现鼠标点击或拖动三角调整装置的互动操作在此不行激活，当鼠标点击按钮，相应的三角会自动调整到相应状态，然后显示织针的相对走针运动。上述对虚拟针织横机的操作中，横机机头的往复运动，“成圈”、“集圈”、“浮线”三个按钮的点击而形成的相

9、关虚拟部件与机件的运动，包括编织三角的升与降、进与出，织针平移、挺起与压下等运行轨迹，已较精确地反映了真实横机在织物编织过程中人工操作的实际情形，且形象更为清楚与直观。三、结论与展望计算机虚拟现实技术已成为当前计算机应用的崭新方向，在许多领域开展探讨并获得肯定的效果。本课题借助计算机虚拟现实技术，以针织横机为对象，采纳3dMax和Virtools二个软件对设备机件进行建模并在Virtools软件中作3D即时互动开发，部分实现了针织横机虚拟化及人机交互虚拟操作功能。其中包括成圈部件的运动及其操控、成圈机件的调整及其操控等。课题制作的虚拟横机演示表明，本设计作品已可部分替代实体横机来实现设备的运作

10、与限制，且操控效果较好。本探讨成果为纺织专业教学的实践性教学环节增加了新的手段，是虚拟纺织的一次较好的尝试。这一尝试必将对纺织专业教学的教学水平与教学质量的提升起到促进作用。同时也为进一步研发各针织设备与工艺的虚拟现实技术打下良好的基础。参考文献：1付长亮.虚拟现实技术简介J.信息与电脑，2023，（11）：60-61.2李海成.计算机虚拟现实技术解析及其在高校教学中的应用探究J.Computer Education技术应用，2023：124-126.3T.S.Mujber，T.Szecsi，M.S.J.Hashmi.Virtual reality applications in manufacturing process simulationJ.Journal of Materials Processing Technology，2023：1834-1838.4http：/基金项目：教改基金（JGB2023147）作者简介：江红霞（1974-），女，江苏人，博士，探讨方向为服装工程学。