在游戲、動(dòng)畫領(lǐng)域布料模擬的效果關(guān)系到畫面的真實(shí)感,使得布料研究在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中備受關(guān)注。在構(gòu)建布料模型的方法中,物理法由于其模擬速度快、模擬效果逼真而被廣泛應(yīng)用在實(shí)時(shí)交互領(lǐng)域。由于不同絲線、編織方法所制作的布料屬性均不相同,布料在不同的外力(重力、拉伸、碰撞、風(fēng)力等)影響下,完成實(shí)時(shí)模擬布料的懸垂、碰撞、撕裂等運(yùn)動(dòng)形態(tài)具有重要研究意義。首先,布料作為可變形體,使用多邊形網(wǎng)格作為布料的載體,針對模擬過程中布料內(nèi)部作用力對布料本身的影響,選擇基于位置動(dòng)力學(xué)方法建立布料模型。跳過速度層的計(jì)算,求解出在保持物理動(dòng)量守恒的基礎(chǔ)上,滿足各種約束投影的質(zhì)點(diǎn)位移,使多邊形網(wǎng)格模擬出布料的各種物理屬性。其次,使用均勻空間網(wǎng)格劃分方法加快寬階段的碰撞檢測,創(chuàng)建哈希函數(shù)。將三維計(jì)算簡單化,降低相交檢測難度,提高布料模擬效率。在窄階段,通過計(jì)算基元對的相對位置,剔除不會(huì)發(fā)生碰撞的基元。減少基元間的碰撞檢測數(shù)量,提高碰撞檢測準(zhǔn)確率,加快模擬過程。然后,引入Half-edge數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)查找方法,加快臨近基元的查找;構(gòu)造PerlinNoise風(fēng)場,模擬不同運(yùn)動(dòng)形態(tài)的布料。在撕裂模擬上,解決需要預(yù)先規(guī)定撕裂軌跡的問題,...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究工作現(xiàn)狀
        1.2.1 布料模型構(gòu)建相關(guān)研究
        1.2.2 布料摩擦、碰撞模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 布料撕裂模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 布料碰撞、撕裂模擬存在的問題
    1.4 本文工作
    1.5 本文結(jié)構(gòu)
第2章 基于位置動(dòng)力學(xué)的布料模型構(gòu)建
    2.1 基于位置動(dòng)力學(xué)方法
        2.1.1 基于位置動(dòng)力學(xué)方法原理
    2.2 基于位置動(dòng)力學(xué)的約束投影
        2.2.1 布料的拉伸約束
        2.2.2 布料的彎曲約束
    2.3 基于位置動(dòng)力學(xué)方法的擴(kuò)展
    2.4 本章小結(jié)
第3章 布料碰撞檢測算法研究
    3.1 布料碰撞檢測方法
        3.1.1 布料的碰撞檢測
        3.1.2 層次包圍盒方法
        3.1.3 空間劃分方法
    3.2 均勻空間劃分碰撞檢測方法
    3.3 布料基元間碰撞檢測方法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 布料在風(fēng)場中撕裂的算法研究
    4.1 布料網(wǎng)格多邊形表示方法
    4.2 引入風(fēng)場模型
    4.3 布料網(wǎng)格質(zhì)點(diǎn)受力分析
        4.3.1 布料在風(fēng)場中的受力分析
        4.3.2 布料在拉伸、碰撞下質(zhì)點(diǎn)分裂分析
    4.4 計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的撕裂率
    4.5 本章小結(jié)
第5章 布料碰撞、撕裂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
    5.2 基于位置動(dòng)力學(xué)布料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 布料模擬系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
        5.2.2 布料仿真模擬系統(tǒng)運(yùn)行流程
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 布料碰撞實(shí)驗(yàn)分析
        5.3.2 布料與剛體碰撞實(shí)驗(yàn)分析
        5.3.3 布料在風(fēng)場中的實(shí)驗(yàn)分析
        5.3.4 布料撕裂實(shí)驗(yàn)分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：3756422