物體形變仿真技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向。物體形變仿真技術(shù)研究的關(guān)鍵在于既要提高形變模型的精確度,又要提高形變模型計(jì)算效率,還要保持形變模型的穩(wěn)定性。在眾多形變模型中,質(zhì)點(diǎn)彈簧模型以其計(jì)算簡(jiǎn)單、建模方便、實(shí)時(shí)性較高等特點(diǎn)受到許多學(xué)者的熱愛(ài)。但是質(zhì)點(diǎn)彈簧模型相對(duì)于其它仿真模型,有著計(jì)算精度不高、不夠穩(wěn)定等問(wèn)題。為此,本文提出一種基于質(zhì)點(diǎn)彈簧模型的改進(jìn)模型,并結(jié)合粒子群算法對(duì)物體形變進(jìn)行仿真。首先,對(duì)傳統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)彈簧模型進(jìn)行詳細(xì)分析,針對(duì)傳統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)彈簧模型容易產(chǎn)生“失真”、“超彈”等現(xiàn)象進(jìn)行了改善,為了提高質(zhì)點(diǎn)彈簧模型的穩(wěn)定性,本文提出了一種新型彈簧結(jié)構(gòu)“限定彈簧”加入傳統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)彈簧模型中。限定彈簧不同于傳統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)彈簧模型的彈簧結(jié)構(gòu),限定彈簧不直接參與力學(xué)計(jì)算,但是限定彈簧對(duì)彈簧兩端的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的長(zhǎng)度變化進(jìn)行約束限定,在保證質(zhì)點(diǎn)彈簧模型形變穩(wěn)定的情況下降低系統(tǒng)的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,限定彈簧能夠有效處理質(zhì)點(diǎn)彈簧模型的超彈失真等現(xiàn)象,確保了模型的穩(wěn)定性,提高了仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。然后,對(duì)傳統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)彈簧模型相對(duì)比于其它形變模型存在形變精確度不高的問(wèn)題進(jìn)行了研究分析。傳統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)彈簧模型彈簧參數(shù)往...

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于幾何的建模方法
        1.2.2 基于物理的建模方法
    1.3 物體形變模擬仿真待解決的問(wèn)題
    1.4 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 研究目標(biāo)
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
    1.5 論文結(jié)構(gòu)
第2章 質(zhì)點(diǎn)彈簧模型系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 質(zhì)點(diǎn)彈簧模型
        2.2.1 模型描述
        2.2.2 受力分析
    2.3 運(yùn)動(dòng)數(shù)值積分計(jì)算
        2.3.1 顯式積分方法
        2.3.2 隱式積分方法
    2.4 碰撞檢測(cè)與響應(yīng)
        2.4.1 碰撞檢測(cè)
        2.4.2 碰撞響應(yīng)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 改進(jìn)的質(zhì)點(diǎn)彈簧模型
    3.1 引言
    3.2 限定彈簧
    3.3 形變程度系數(shù)
    3.4 算法流程
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)定
        3.5.3 形變仿真
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于粒子群算法的多材質(zhì)物體形變仿真
    4.1 引言
    4.2 粒子群算法
    4.3 有限元分析
    4.4 限定參數(shù)設(shè)定
    4.5 多材質(zhì)物體形變仿真
    4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
第5章 多材質(zhì)物體形變仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)總體框架
    5.3 建立質(zhì)點(diǎn)彈簧模型
    5.4 模型處理
    5.5 物理仿真
    5.6 渲染
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 未來(lái)展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3806459