【摘要】：近十幾年來，服裝仿真技術(shù)越來越成為圖形學(xué)領(lǐng)域研究的熱點。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)上商店、網(wǎng)絡(luò)游戲等行業(yè)都迫切需要兼具逼真效果和很高實時性的服裝仿真技術(shù)，這對服裝仿真技術(shù)的發(fā)展提出了很高的要求。目前，雖然國內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，但是快速且理想的服裝仿真至今仍然是一個挑戰(zhàn)。本文分析了基于自適應(yīng)網(wǎng)格的服裝仿真的基本步驟，包括布料造型、運動控制、碰撞檢測與響應(yīng)處理等，研究了基于三角形網(wǎng)格的局部自適應(yīng)細(xì)分與合并方法，是對虛擬服裝仿真技術(shù)的總結(jié)和概括。本文的主要工作和創(chuàng)新點包括以下幾個方面： 1．比較分析了用于布料造型的幾何法、物理法以及混合法各自的優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的彈簧-質(zhì)點模型，并根據(jù)牛頓力學(xué)理論統(tǒng)一建立了布料仿真的動力學(xué)方程，分析、給出了方程中質(zhì)點所受內(nèi)力和外力的組成與表達(dá)式。改進(jìn)的彈簧-質(zhì)點模型克服了原有模型對織物材料性能表達(dá)單一的缺點，將不同的彈簧與織物的不同性能對應(yīng)起來，并根據(jù)彈簧種類和形變情況對彈簧賦予不同的彈性強(qiáng)度，有效提高了仿真的真實感效果。 2．分析了當(dāng)前碰撞檢測與響應(yīng)的經(jīng)典方法，并從多方面改進(jìn)了基于k-DOPs層次包圍盒的碰撞檢測方法，，開發(fā)了適合織物模型的碰撞檢測與響應(yīng)機(jī)制。本文引入膨脹包圍盒的概念，能夠較早發(fā)現(xiàn)潛在碰撞，實現(xiàn)了預(yù)檢測，進(jìn)一步避免了穿透發(fā)生；另一方面，本文改進(jìn)了包圍盒和層次樹的更新算法，優(yōu)化了原有的碰撞檢測算法。同時，引入表面曲率準(zhǔn)則及法向量錐的概念，提高了自碰撞檢測效率。 3．為了在較短的計算時間內(nèi)實現(xiàn)真實的服裝仿真、體現(xiàn)布料的復(fù)雜表面性，本文提出了一種適合布料仿真的動態(tài)自適應(yīng)三角形網(wǎng)格，并采用3~(1/2)-細(xì)化方法自下而上地進(jìn)行局部自適應(yīng)細(xì)化。細(xì)化層次樹實時構(gòu)建，不需要預(yù)計算和存儲，節(jié)省了系統(tǒng)空間。本文采用曲率標(biāo)準(zhǔn)作為局部網(wǎng)格細(xì)化和合并的衡量準(zhǔn)則，并較好處理了裂縫、邊界問題。 4．本文的仿真程序在Microsoft Visual Studio.NET集成環(huán)境中開發(fā)，使用DirectX渲染引擎來實現(xiàn)圖形繪制和動畫演示。最終實現(xiàn)的系統(tǒng)界面友好、仿真效果比較逼真，生成畫面的真實感比較滿意。
【圖文】：

式中并不是嚴(yán)格確定的，可以根據(jù)仿真的要求對其作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。但也有可能存在這樣一種特殊情況:若層次區(qū)域為非嚴(yán)格凸的表面，表面曲率準(zhǔn)則的有效性就會大大降低。圖4.4即為一個盡管法向量錐頂角a很小，但仍發(fā)生自相交的特殊情況。圖4.4非嚴(yán)格凸表面的特殊情況針對這種問題，我們將該面分成若干個組，并對這些組建立一個矩陣，記錄相鄰位置信息。在自碰撞檢測時，只對相鄰組進(jìn)行曲率判斷。這樣，只要碰撞發(fā)生的面至少隔開一組，就一定可以檢測到。4.5基于k一DOPS的碰撞檢測過程4.5.1服裝/人模碰撞檢測基于k一DOPS的碰撞檢測算法的核心是，通過有效地遍歷服裝包圍盒樹

假設(shè)(M>>m)則保證在碰撞后，三角形能夠保持自己的速度，而不受碰撞的影響，即做到完全非彈性碰撞。如圖4.6所示，P為當(dāng)前碰撞的某個服裝粒子，p，v分別表示該粒子當(dāng)前的位置和速度。N為碰撞線，1’n是粒子沿碰撞線方向的速度。V為沖突區(qū)域的運動速度。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP391

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陸永良,李汝勤,胡金蓮;虛擬服裝的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀[J];紡織學(xué)報;2005年01期

2 張慶豐,樂清洪,馬澤恩;織物變形的物理仿真技術(shù)[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2001年05期

本文編號：2664706