专利名称：用于线圈描绘的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在用于设计(Entwurf)待在编织机(Strickmaschine)或针织机(Wirkmaschine)上制造的线圈产品(Maschenerzeugnis)的装置上三维地描绘(Darstellung)线圈(Maschen)的方法以及相应的设计装置。
背景技术：
为了简化应在针织机或编织机上制造的线圈产品的设计，现代的针织机和编织机具有设计装置，可以不同的方式在该 设计装置上描绘线圈产品。尤其地对于针织技术上未良好受训的设计者来说，在此线圈产品的尽可能忠于现实的描绘是有利的。可以不同的方式实现该忠于现实的描绘。通常，当在设计装置中描绘线圈或针织纱线(Strickfaden)时由此出发，即，纱线(Faden)具有圆形的或椭圆形的横截面。通常利用所谓的纹理映射(Texture Mapping)描绘纱(Garn)的表面。即，例如使用扫描的纱线的图像并且将该图像“粘贴”到柱形的表面上，利用该表面逼近(annahren)纱线表面。在此，该纹理也包含关于纱线的透明度的信息。因此，可通过不同的图像(纹理)描绘不同的纱线类型。此外，必须设置这样的可能性，即，描绘任意弯曲的柱形(Zylinder)，因为针织纱线在线圈产品中经历多次方向改变。然而，目前通常的显卡硬件仅仅允许描绘平的面。因此，必须通过多个平的面近似(approximieren)柱形。例如，从文件EP 2 226 735 Al中已知用于这种线圈描绘的方法。在该方法中使用准线(Leitkurve),其限定表示纱线的柱体的中心线。使多边形(Polygon)沿着该准线移动。在此，该多边形的中心位于准线上，并且多边形的法线向量与在相应的部位处的准线的切线相同。大多使用正六边形作为多边形。但是，也可应用带有其它角点数量的多边形。在此，多边形通常以均匀的间距定位在准线上。之后，通过三角形连接相继的多边形的角点。由此得到带有六边形的横截面的管(Formrohr)，其近似柱形。在已知的方法中，每个线圈使用10个六边形。这意味着，每个线圈产生120个三角形。该已知的方法的缺点在于，产生过多的面，因为该方法同样产生用于纱的不可见的后侧的面。此外，在显示装置上非常高分辨率地描绘时，描绘是有缺陷的，因为其始终由固定数量的基础面组成。相反地，在小的缩放级(Zoomstufe)时描绘非常缓慢。每个线圈使用120个三角形,从而在典型的一百万个线圈的图案序列(Musterfolge)中必须描绘一亿两千万个三角形。这在使用现代化的显卡情况下仅仅利用高的计算时间而可实现。在典型的1600X1200像素的屏幕分辨率时，每个线圈平均覆盖两个像素。因此，不合理的是，通过120个三角形的填充确定这两个像素的颜色。已知的方法的另一缺点在于，通过三个四边形或六个三角形描绘纱的前侧。同样，这不是必要的，因为同样可通过仅仅一个四边形或两个三角形描绘纱线的可见的侧边。此夕卜，对于未在屏幕上描绘的线圈同样计算三角形，这需要不必要的高的内存要求。
发明内容
因此本发明的目的为，提出一种用于三维地描绘线圈产品的方法以及一种用于设计线圈产品的带有三维地描绘线圈的可能性的装置，借助于该方法和装置，与已知的方法相比，带有明显减少的计算时间和更低内存要求的对线圈的忠于实际的三维的描绘是可能的。该目的通过用于在用于设计在针织机或编织机上制造的线圈产品的装置上描绘线圈的方法实现，其特征在于，通过这样的面描绘线圈，即，其由多个二维的几何的基础形状组合而成，其中，取决于在设计装置的显示装置上的所选择的线圈的描绘尺寸和/或单个的线圈区段的曲率选择基础形状的数量。根据线圈描绘的分辨率需要不同数量的基础形状，以用于忠于实际地创造线圈图像。在仅仅小的分辨率时，利用少的基础形状已经实现良好的视觉的观感，而线圈描绘的高的分辨率需要数量更多的基础形状。此外，与强弯曲的区域相比，同样可通过少的基础形状近似笔直的线圈区段。因此，适宜地，在显示装置上的线圈描绘越大和/或单个的线圈区段 的弯曲越强，越大地选择形成面的基础形状的数量。可由纯粹(Iauter)相同类型的基础形状或由不同的基础形状形成利用其近似线圈轮廓的面。在此，优选地，基础形状为平的多边形(例如三角形或四边形)和/或线。可以已知的方式通过阴影(Shading)和纹理映射描绘线圈的空间的结构。为此，可取决于在相应的位置处的纱线的法线向量确定每个图像的亮度。为此，基础形状的每个角点关联有法线向量。之后，通过在基础形状的角点中的法线向量的内插(Interpolieren)近似在基础形状之内的纱线的法线向量。在基础形状的角点中的法线向量取决于在该点中的真实的纱线的法线向量，其中，通过带有相应于纱线的直径的宽度的条带形的面或半柱形逼近纱线的分别对于观察者可见的侧边。以这种方式，不进行用于纱线的不可见的侧边的计算，这使计算时间减半并且此外节省了储存空间。半柱形的横截面可为半个六边形。然而同样可能的是，通过条带性的面近似纱线，该条带形的面具有相应于纱线的直径的宽度。通过以下方式可实现逼真性的进一步提高，S卩，纹理数据也可包含关于纱线的透明性的信息。此外，本发明涉及一种用于设计在针织机或编织机上制造的线圈产品的装置(带有至少一个用于描绘线圈产品的显示装置和用于产生线圈产品的线圈的三维的描绘的模拟装置)，该装置的特征在于，模拟装置具有用于通过二维的几何的基础形状逼近每个线圈的形状的装置，可取决于线圈的期望的描绘大小选择基础形状的数量，并且与在较弱地弯曲的区域中相比在线圈的强弯曲的区域中更大地选择基础形状的数量。此外，模拟装置可包含用于纹理映射的装置，利用该装置可产生通过几何的基础形状近似的线圈的空间的观感。优选地，利用纹理映射装置可借助于基础形状的角点的纹理向量描绘使形成线圈的纱线的空间的结构目视化。在此，每个角点关联有多个纹理坐标以及法线向量。纹理坐标确定角点在纹理图像之内的位置。该法线向量取决于在相应的角点中的真实的纱线的法线向量而确定。由此也可非常逼真地描绘纱线的弯曲。此外优选地，利用纹理映射装置可通过带有相应于纱线的直径的宽度的条带形的面或半柱形仅仅逼近纱线的可见的侧边。由此可显著提高图像产生的整体速度，而不减小线圈描绘的质量。
附图根据最重要的方法步骤的原理图阐明了根据本发明的方法的实施例。其中
图I至3显示了在不同的分辨率中的线圈的描绘作为基础形状的近似；
图4以横截面显示了纱线描绘的近似；
图5显示了带有插值的法线向量的相应于图4的描绘； 图6以横截面显示了通过条带形的面近似的纱线描绘。
具体实施例方式图I显示了带有高的分辨率的线圈10的描绘。在此，为了线圈10的逼真的描绘需要大量三角形11，以用于近似线圈形状。在此，在弯曲区域12，13，14，15中三角形11的数量大于在其它区域中的数量。在图2中显示了带有中等的分辨率的线圈10’。在此，与根据图I的高分辨率相t匕，为了线圈10’的逼真的描绘，需要明显更少的三角形11’，以用于可忠于实际勾画出线圈轮廓。在图3中以极小的分辨率显示了线圈描绘10’ ’。在该缩放级中的线圈描绘利用仅仅5个三角形足够用于近似线圈。图4说明了纱线20的描绘的近似，在图4中以横截面图示通过圆形指出纱线20。通过半柱形21近似纱线20的可见的侧边、在此上侧，在该示例中，半柱形21相应于带有六边形的横截面的柱形的一半。为了近似纱线20的空间的结构，使用纹理向量描绘用于图I至3中的三角形11，11’，11’ ’的角点，其中，纹理向量描绘与在图5中显示的内插的法线向量22相关。图6说明，也可通过条带形的面23近似纱线20，面23的宽度相应于纱线20的直径。在此，通过箭头24指出纱线的法线向量的方向。
权利要求
1.一种用于在用于设计在针织机或编织机上制造的线圈产品的装置上三维地描绘线圈的方法，该装置带有至少一个显示装置，其特征在于，借助于模拟装置通过这样的面描绘所述线圈(10，10’，10〃)，S卩，所述面由多个二维的几何的基础形状组合而成，其中，取决于在所述设计装置的显示装置上的期望的线圈(10，10’，10")的描绘尺寸和/或单个的线圈区段(12，13，14，15)的弯曲选择所述基础形状(11，11’，11")的数量。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述显示装置上的线圈描绘越大和/或单个的线圈区段(12，13，14，15)的弯曲越强，越大地选择形成所述面的基础形状(11，11，，11")的数量。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，由纯粹相同类型的基础形状或由不同的基础形状形成所述面。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基础形状为平的多边形、尤其地三角形或四边形、和/或线。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过阴影和纹理映射描绘所述线圈的空间的结构。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述纹理映射时，通过所述基础形状(11，11’，11")的角点的纹理向量描绘产生形成所述线圈的纱线(20)的空间的结构，其中，每个角点的向量描绘取决于在该点中的纱线(20)的法线向量，并且其中，通过带有相应于所述纱线的直径的宽度的条带形的面逼近所述纱线(20)的分别对于观察者可见的侧边。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述纹理数据还包含关于所述纱线(20)的透明性的信息。
8.一种用于设计待在针织机或编织机上制造的线圈产品的装置，该装置带有至少一个用于描绘所述线圈产品的显示装置和用于产生所述线圈产品的线圈的三维的描绘的模拟装置，其特征在于，所述模拟装置具有用于通过二维的几何的基础形状逼近每个线圈的形状的装置，可取决于所述线圈的期望的描绘大小选择所述基础形状的数量，并且与在较弱地弯曲的区域中相比在所述线圈的强弯曲的区域中更大地选择所述基础形状的数量。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述模拟装置包含用于纹理映射的装置。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，利用所述纹理映射装置可产生形成所述线圈的纱线的空间的结构作为所述基础形状的角点的纹理向量描绘，其中，所述点的每一个的向量描绘可取决于在该点处的纱线的法线向量而产生。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，利用所述纹理映射装置可通过带有相应于所述纱线的直径的宽度的条带形的面描绘所述纱线的分别可见的侧边。
全文摘要
本发明涉及用于线圈描绘的方法和装置，具体而言，涉及一种用于在用于设计在针织机或编织机上制造的线圈产品的装置上三维地描绘线圈的方法以及一种用于设计在针织机或编织机上制造的线圈产品的装置，利用该方法和装置可通过这样的面描绘每个线圈，即，其由多个几何的基础形状组合而成，其中，取决于线圈的期望的描绘尺寸和/或单个的线圈区段的弯曲选择基础形状的数量。
文档编号G06F17/50GK102855345SQ20121022034
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月29日 优先权日2011年7月2日
发明者G.埃尔特尔 申请人:H. 斯托尔两合公司