織物動態(tài)仿真及碰撞算法的研究.pdf

1、伴隨著計算機動畫技術(shù)、服裝CAD等虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的發(fā)展，織物的動態(tài)仿真模擬成為了一個越來越重要的研究方向。盡管目前很多學(xué)者已經(jīng)在這方面做了許多工作，但是隨著各領(lǐng)域?qū)Ψ抡婕夹g(shù)越來越高的要求，實時和逼真的織物動態(tài)仿真技術(shù)仍然是一個值得研究的問題。
　　在柔性織物的動態(tài)仿真中，織物建模是基礎(chǔ)。本文首先對目前比較流行和常用的織物建模方法進(jìn)行了詳細(xì)地分析和比較。通過對柔性織物的性能考慮以及對各種模型的分析，采用簡化的質(zhì)點——彈簧模型來建立本文

2、系統(tǒng)的仿真模型。與經(jīng)典的質(zhì)點——彈簧模型相比，該模型簡化了后續(xù)工作中質(zhì)點的受力分析以及數(shù)值求解過程。
　　然后，在織物模型的動力學(xué)微分方程求解中，研究和分析了各種常用的數(shù)值求解方法，如顯式歐拉積分法、隱式積分法、verlet積分方法、四階龍格-庫塔法等。通過對這幾種方法的分析和比較，本文提出了一種改進(jìn)的顯式歐拉積分算法。這種方法在織物仿真系統(tǒng)的精確度和計算效率之間實現(xiàn)了有效折中。
　　碰撞檢測和碰撞響應(yīng)處理是織物動態(tài)仿真模擬

3、中很關(guān)鍵的問題。它所耗費的時間通常會占到整個仿真時間的40％左右，碰撞檢測和響應(yīng)處理算法的優(yōu)劣直接關(guān)系到仿真的實時性和精確性。本文通過對柔性織物仿真模擬中現(xiàn)有的幾種碰撞檢測方法進(jìn)行了分析和比較，提出采用混合的層次包圍盒算法進(jìn)行碰撞檢測分析，建立具有不同包圍盒模型結(jié)點的包圍盒樹進(jìn)行碰撞檢測。對系統(tǒng)中靜止的對象采用構(gòu)造簡單的球包圍盒，用適用于軟體對象碰撞檢測的AABB包圍盒包圍柔性織物。從而將它們之間的碰撞檢測問題轉(zhuǎn)化為AABB包圍盒樹和球