三維布料動(dòng)態(tài)仿真.pdf

1、在過去20年里，電子計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展，其軟硬件技術(shù)得到了極大的改善，布料的動(dòng)態(tài)模擬已然成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的熱點(diǎn)研討課題。服裝CAD/CAM、網(wǎng)絡(luò)商店和網(wǎng)上試衣系統(tǒng)的破土而出，以及計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)、電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展都對(duì)布料變形的真實(shí)性和實(shí)時(shí)性提出了更高的要求，然而目前的仿真技術(shù)還不足以滿足信息時(shí)代的要求，本論文針對(duì)三維布料的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，主要對(duì)如下幾個(gè)問題進(jìn)行了深入分析與研究:
　　本文在對(duì)各種布料建模方法、數(shù)值求解方法的詳盡分析

2、與比較基礎(chǔ)之上，選取了質(zhì)點(diǎn)-彈簧模型建立布料，通過對(duì)其進(jìn)行受力分析，建立了動(dòng)力學(xué)方程，并采用顯式歐拉方法對(duì)微分方程進(jìn)行求解，模擬了布料在場景中的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。
　　在模擬過程中布料會(huì)產(chǎn)生過度拉伸現(xiàn)象，降低了布料模擬的真實(shí)度。目前解決“超彈性”問題主要應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)位置修正法，該方法雖然可以有效的避免過度拉伸，但由于質(zhì)點(diǎn)位置的“修正抵消”會(huì)造成布料的震蕩現(xiàn)象，減慢收斂速度。針對(duì)此問題本文提出了質(zhì)點(diǎn)約束算法，每次只對(duì)伸長率最大的彈簧進(jìn)行質(zhì)點(diǎn)位置

3、修正，同時(shí)對(duì)其它過度拉伸的彈簧采取速度約束，將導(dǎo)致其繼續(xù)過度拉伸方向的速度分量置零，該算法既有效的模擬了布料的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)避免了傳統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)位置約束算法產(chǎn)生的布料震蕩現(xiàn)象。
　　碰撞處理是布料仿真中重要研究問題。本文采用了更適合用于軟體碰撞檢測的FDH包圍盒，通過為幾何模型建立FDH包圍盒，構(gòu)造FDH包圍盒層次二叉樹，實(shí)現(xiàn)了布料與物體的碰撞，在進(jìn)行基本幾何元素碰撞檢測時(shí)，引入了向量內(nèi)積的思想，避免了繁瑣的方程式計(jì)算，簡單而高效的對(duì)基本幾