形變體仿真是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),在影視娛樂(lè)、游戲動(dòng)畫(huà)及虛擬現(xiàn)實(shí)等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用廣泛。現(xiàn)有的形變體仿真領(lǐng)域在形變效果、數(shù)值求解方法、材料編輯以及模擬效率等方面有一定的研究成果。形變體仿真效果和效率取決于變形算法和碰撞檢測(cè)技術(shù),本文針對(duì)形變體的彈性形變效果和碰撞過(guò)程進(jìn)行研究。首先,針對(duì)不規(guī)則的復(fù)雜物體,使用無(wú)網(wǎng)格粒子模型對(duì)形變體進(jìn)行建模,將測(cè)定體積的物體網(wǎng)格看成質(zhì)點(diǎn)陣進(jìn)行模擬,點(diǎn)與點(diǎn)之間不需要任何連接信息,使每個(gè)質(zhì)點(diǎn)滿足物理學(xué)中的動(dòng)量守恒定律和角動(dòng)量守恒定律,進(jìn)而模擬出符合物理特性的形變效果。其次,針對(duì)傳統(tǒng)形狀匹配方法僅限于模擬較小形變的問(wèn)題,提出一種基于隨機(jī)聚類的劃分方法。利用隨機(jī)聚類策略對(duì)粒子群集進(jìn)行劃分生成一系列相互重疊的聚類,在單個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)對(duì)每個(gè)聚類進(jìn)行剛度擬合變換,重疊區(qū)域的粒子屬于多個(gè)聚類,在形變過(guò)程中進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)變化,模擬更大尺度的形變效果。然后,利用空間均勻劃分對(duì)場(chǎng)景中參與碰撞的物體進(jìn)行網(wǎng)格單元?jiǎng)澐?對(duì)可能發(fā)生碰撞的網(wǎng)格基元構(gòu)建碰撞集,并將符合條件的基元加入同一碰撞集中,并采用碰撞剔除方法,將不會(huì)發(fā)生碰撞的基元進(jìn)一步從碰撞集中移除,提高碰撞檢測(cè)的速度及準(zhǔn)確度。最后,依托... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

形狀匹配基本原理

- 18 -圖 3-2 形狀匹配過(guò)程的變換操作陣始配置可描述如下：給定兩組點(diǎn)集0ix 和ix 。通得公式(3-1)最小化。( )20 0i i cm cm iim R x x x x + 粒子 i 的質(zhì)量， 為初始位置， 為形變后的位心，cmx 為形變后的質(zhì)心，最佳平移向量為粒子由公式(3-2)、公式(3-3)計(jì)算給出。00i iicmiim xxm

圖 3-7 基于聚類的形變效果圖不同的顏色區(qū)域表示聚類劃分的效果，如圖 3-8 清楚地展示了本文方法 其中，Dragon 模型的粒子數(shù)為 4836，采用本文提出的方法產(chǎn)生 425實(shí)現(xiàn)了劃分效果。隨機(jī)聚類方法簡(jiǎn)單、可控，通過(guò)調(diào)節(jié)鄰域半徑產(chǎn)生類，模擬不同程度的形變行為。本文的隨機(jī)聚類方法簡(jiǎn)單、快速，同到仿真效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用Laplace-Beltrami形狀空間的基于樣例材料的快速仿真方法[J]. 趙靜,唐勇,李勝,汪國(guó)平.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[2]形變體仿真中材質(zhì)本構(gòu)模型的應(yīng)用與設(shè)計(jì)綜述[J]. 趙靜,唐勇,李勝,劉學(xué)慧,汪國(guó)平.  軟件學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]基于增強(qiáng)的物質(zhì)點(diǎn)法的非均質(zhì)彈性材料仿真方法研究[J]. 趙靜,唐勇,李勝,汪國(guó)平.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]基于空間劃分和線性規(guī)劃的快速碰撞檢測(cè)算法[J]. 鄭星星,謝明鴻,張亞運(yùn).  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2017(23)
[5]自適應(yīng)橢球包圍盒改進(jìn)織物碰撞檢測(cè)方法[J]. 唐勇,楊偲偲,呂夢(mèng)雅,張明敏,潘志庚.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2013(10)
[6]USSCD:一個(gè)基于均勻空間分割的快速碰撞檢測(cè)算法[J]. 李焱,盧曉軍,賀漢根.  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2003(12)



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