عرض الملابس

يُستخدم مصطلح "نمذجة الأقمشة" لوصف محاكاة الأقمشة داخل برنامج حاسوبي، وعادةً ما يكون ذلك في سياق رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد . ويمكن تصنيف الأساليب الرئيسية المستخدمة في هذا المجال إلى ثلاثة أنواع أساسية: هندسية، وفيزيائية، وجسيمية/طاقية.

تعتمد معظم نماذج الأقمشة على "جسيمات" ذات كتلة متصلة بشبكة ما. تُستخدم الفيزياء النيوتونية لنمذجة كل جسيم باستخدام "صندوق أسود" يُسمى محرك الفيزياء . ويتضمن ذلك استخدام قانون الحركة الأساسي ( قانون نيوتن الثاني ):

${\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {a}}}$

في جميع هذه النماذج، يتمثل الهدف في إيجاد موضع وشكل قطعة من القماش باستخدام هذه المعادلة الأساسية والعديد من الطرق الأخرى.

ابتكر جيري ويل أول هذه التقنيات، وهي التقنية الهندسية، عام ١٩٨٦. ^{[ ١ ]} ركز عمله على محاكاة مظهر القماش من خلال معاملته كمجموعة من الكابلات واستخدام منحنيات جيب التمام الزائدية (المنحنيات السلسلية). ولهذا السبب، فهي غير مناسبة للنماذج المتحركة، لكنها فعالة للغاية في عمليات العرض الثابتة أو ذات الإطار الواحد. ^{[ ١ ]} تُنشئ هذه التقنية شكلاً أساسياً من نقاط منفردة؛ ثم تُحلل كل مجموعة من ثلاث نقاط من هذه النقاط وتُسقط منحنى سلسلياً على المجموعة. بعد ذلك، تأخذ أدنى نقطة من كل مجموعة متداخلة وتستخدمها في عملية العرض.

تُعامل التقنية الثانية القماش كشبكة من الجزيئات المتصلة ببعضها البعض بواسطة نوابض. في حين أن النهج الهندسي لم يأخذ في الحسبان أيًا من التمدد المتأصل في النسيج، فإن هذا النموذج الفيزيائي يأخذ في الحسبان التمدد (الشد) والصلابة والوزن.

${\displaystyle E(Particle_{i,j})=k_{s}E_{s,i,j}+k_{b}E_{b,i,j}+k_{g}E_{g,i,j}}$

• تمثل الحدود s المرونة (بحسب قانون هوك )
• الحدود b تنحني
• مصطلحات g هي الجاذبية (انظر التسارع الناتج عن الجاذبية )

والآن نطبق المبدأ الأساسي للتوازن الميكانيكي الذي تسعى فيه جميع الأجسام إلى أدنى طاقة عن طريق اشتقاق هذه المعادلة لإيجاد الحد الأدنى من الطاقة.

الطريقة الأخيرة أكثر تعقيدًا من الطريقتين السابقتين. تأخذ تقنية الجسيمات الطرق الفيزيائية خطوةً أبعد، وتفترض وجود شبكة من الجسيمات تتفاعل مباشرةً. وبدلًا من النوابض، تُستخدم تفاعلات طاقة الجسيمات لتحديد شكل القماش. ويُستخدم معادلة طاقة تُضاف إلى ما يلي:

${\displaystyle U_{الإجمالي}=U_{صد}+U_{تمدد}+U_{انحناء}+U_{تعريشة}+U_{الجاذبية}}$

• إن طاقة التنافر هي عنصر اصطناعي نضيفه لمنع القماش من التقاطع مع نفسه.
• تخضع طاقة التمدد لقانون هوك كما هو الحال مع الطريقة الفيزيائية.
• تصف طاقة الانحناء صلابة النسيج
• تصف طاقة التعريش قص النسيج (التشوه داخل مستوى النسيج).
• تعتمد طاقة الجاذبية على التسارع الناتج عن الجاذبية

يمكن إضافة حدود الطاقة المضافة من أي مصدر إلى هذه المعادلة، ثم اشتقاقها وإيجاد القيم الدنيا، مما يعمم نموذجنا. وهذا يسمح بنمذجة سلوك القماش في أي ظرف، وبما أن القماش يُعامل كمجموعة من الجسيمات، فيمكن وصف سلوكه باستخدام الديناميكيات المتوفرة في محرك الفيزياء الخاص بنا.

• ديناميكيات الأجسام الرخوة
• الميكانيكا الكلاسيكية
• محرك الفيزياء
• ديناميكيات الأجسام الصلبة
• طريقة الشبكة الممتدة

• تصميم الأزياء من كريستوفر بابيتش