基于物理模型的流固耦合動畫技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-03-20 19:18
隨著計算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實及計算機(jī)硬件技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,計算機(jī)動畫已滲透到人們生活與工作的各個方面。在科學(xué)計算、建筑、工程、系統(tǒng)仿真以及教育等領(lǐng)域,計算機(jī)動畫在演示、分析及數(shù)據(jù)可視化等方面發(fā)揮著不可替代的作用。如今,人們對計算機(jī)動畫提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。外形上的逼真早已無法滿足人們對動畫的要求,合理的運動細(xì)節(jié)以及真實的碰撞效果才是人們所期待的。這給計算機(jī)動畫帶來了極大的挑戰(zhàn),尤其是流體和固體交互的動畫——流固耦合動畫。因此,傳統(tǒng)的關(guān)鍵幀方法變的不再可行,過程動畫雖然可以在一定程度上模擬流體,但很難實現(xiàn)流固耦合動畫。于是基于物理的流固耦合動畫制作方法逐漸成為主流。本文以流固耦合動畫為研究對象,以流固耦合動畫系統(tǒng)為成果,以提高效率和真實性為目標(biāo),主要研究以下四個方面:第一,基于物理的流體模擬;第二,流體的表面重構(gòu)技術(shù);第三,固體的表面重構(gòu)及建模。第四,流體與固體的交互方法,及基于GPU的并行加速方法。在本文中流體為均質(zhì)弱可壓流體,如水。固體包括剛體和可變形體。本文算法的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點如下:1)本文以SPH (Smooth Particle Hydrodynamics,光滑粒子動力學(xué))為流體...
【文章來源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:133 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
流固鍋合動畫技術(shù)框架
圖3-1粒子的初始化下對粒子的控制方式不同。如希望在一個封閉的面則存活時間可設(shè)為無窮。如需要模擬開放的環(huán)通常存活時間由粒子所在位置決定。景屮,粒子的產(chǎn)生僅發(fā)生在系統(tǒng)初始化時。在幵時進(jìn)行的,因此粒子的產(chǎn)生方式十分關(guān)鍵,因為度。由于產(chǎn)生的粒子具有初速度,因此大M產(chǎn)生運動趨勢。粒子在第N帕的產(chǎn)生公式如下: (ExtmctionPar(icles^^_^ + rand{) x VarParticles)表a?帕產(chǎn)生的粒子數(shù)量,Extim:tionPcirficleSn_、代m/()為隨機(jī)數(shù)取值為(-1,1),VarParticles為插值
置分布將呈現(xiàn)搜形。每個粒子的具體位置與每次運算所確定的粒子速度有關(guān),但速度在鉛錘高度上的分布受到不滑移性質(zhì)的影響,如 圖3-2。1圖3-2不滑移示意圖-19-
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于區(qū)域增長與局部自適應(yīng)C-V模型的腦血管分割[J]. 解立志,周明全,田沄,武仲科,王醒策. 軟件學(xué)報. 2013(08)
[2]混合插值法重構(gòu)近地表模型[J]. 魏亦文,王彥春. 計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2012(04)
[3]模仿學(xué)習(xí):一種新人工生命動畫方法[J]. 班曉娟,徐卓然,劉浩. 自動化學(xué)報. 2012(04)
[4]復(fù)雜斷層輪廓集分段分面三角化表面重構(gòu)[J]. 張舜德,盧秉恒. 計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2011(02)
[5]Physically-based fluid animation:A survey[J]. TAN Jie1 & YANG XuBo1,2 1 MOE-Microsoft Laboratory for Intelligent Computing and Intelligent Systems,Department of Computer Science,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2 School of Software,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science in China(Series F:Information Sciences). 2009(05)
碩士論文
[1]橢球型元球SPH流體表面重構(gòu)方法的改進(jìn)研究[D]. 李輝.燕山大學(xué) 2012
本文編號:3091527
【文章來源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:133 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
流固鍋合動畫技術(shù)框架
圖3-1粒子的初始化下對粒子的控制方式不同。如希望在一個封閉的面則存活時間可設(shè)為無窮。如需要模擬開放的環(huán)通常存活時間由粒子所在位置決定。景屮,粒子的產(chǎn)生僅發(fā)生在系統(tǒng)初始化時。在幵時進(jìn)行的,因此粒子的產(chǎn)生方式十分關(guān)鍵,因為度。由于產(chǎn)生的粒子具有初速度,因此大M產(chǎn)生運動趨勢。粒子在第N帕的產(chǎn)生公式如下: (ExtmctionPar(icles^^_^ + rand{) x VarParticles)表a?帕產(chǎn)生的粒子數(shù)量,Extim:tionPcirficleSn_、代m/()為隨機(jī)數(shù)取值為(-1,1),VarParticles為插值
置分布將呈現(xiàn)搜形。每個粒子的具體位置與每次運算所確定的粒子速度有關(guān),但速度在鉛錘高度上的分布受到不滑移性質(zhì)的影響,如 圖3-2。1圖3-2不滑移示意圖-19-
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于區(qū)域增長與局部自適應(yīng)C-V模型的腦血管分割[J]. 解立志,周明全,田沄,武仲科,王醒策. 軟件學(xué)報. 2013(08)
[2]混合插值法重構(gòu)近地表模型[J]. 魏亦文,王彥春. 計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2012(04)
[3]模仿學(xué)習(xí):一種新人工生命動畫方法[J]. 班曉娟,徐卓然,劉浩. 自動化學(xué)報. 2012(04)
[4]復(fù)雜斷層輪廓集分段分面三角化表面重構(gòu)[J]. 張舜德,盧秉恒. 計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2011(02)
[5]Physically-based fluid animation:A survey[J]. TAN Jie1 & YANG XuBo1,2 1 MOE-Microsoft Laboratory for Intelligent Computing and Intelligent Systems,Department of Computer Science,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2 School of Software,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science in China(Series F:Information Sciences). 2009(05)
碩士論文
[1]橢球型元球SPH流體表面重構(gòu)方法的改進(jìn)研究[D]. 李輝.燕山大學(xué) 2012
本文編號:3091527
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