基于噪聲函數的隨機風場作用的布料動態(tài)仿真研究.pdf

1、布料的動態(tài)模擬是計算機動畫的重要組成部分，在動漫影視、三維網絡游戲及虛擬服裝上都有著廣泛的應用。布料模擬的目標在于模擬布料真實的形變效果，研究涉及到計算機圖形學、微分幾何、動力學、碰撞檢測以及計算機視覺等多門學科知識。由于布料復雜的物理特性和風力生成算法的復雜性，布料在隨機風場中的動態(tài)仿真成為一個富有挑戰(zhàn)的研究課題。
　　在傳統(tǒng)的風力生成算法中，有些研究者只是使用簡單的矢量來代替風力。為了模擬布料在自然風力作用下真實的運動效果，本

2、文在噪聲理論和空氣動力學的基礎上，引入柏林噪聲函數來產生隨機風場。首先，通過柏林噪聲函數產生的隨機數來擾動風場模型的風速。然后，根據空氣動力學中使用速度計算力的公式來計算布料網格中每個三角面片所受的風力。最后，使用改進的風力計算公式計算質點所受的平均風力，從而模擬出比較自然的風。和傳統(tǒng)風力算法相比，利用柏林噪聲函數構造的隨機風場模型簡單且具有較好的適用性，能夠較逼真地模擬出布料及服裝在風力作用下的動態(tài)效果。
　　本文采用質點-彈簧

3、模型構建了布料的網格模型，先對網格中的質點進行受力分析，內力包含了三種彈簧力及阻尼力，外力包含了重力和風力。完成受力分析后，利用顯示歐拉法迭代更新質點的速度和位置，實現(xiàn)布料在隨機風場中的動態(tài)模擬。然后，為防止布料在風場運動中穿透其他模型，需要對布料與其他模型進行碰撞檢測，并對檢測出的穿透點做出碰撞響應。本文采用AABB(Axis-Aligned Bounding Box)包圍法來對場景中的模型建立包圍盒，以此完成布料與其他模型的碰撞檢測