計(jì)算機(jī)動(dòng)畫中柔軟物體變形技術(shù)研究.pdf

1、近幾十年來，由干影視動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)游戲等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，如何能夠更加真實(shí)感的模擬仿真物體已經(jīng)成為人們研究的熱點(diǎn)方向。目前對(duì)于物體仿真研究主要可以歸結(jié)為兩個(gè)方面，一是致力于剛體的研究，另一個(gè)就是對(duì)柔性物體的研究。對(duì)于剛性體的研究，目前已經(jīng)取得了較為成熟的理論。而對(duì)于柔性物體的研究，也僅僅在最近15年。隨著柔性材料大量應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，柔性物體的計(jì)算機(jī)仿真逐漸成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)重要而又前沿的領(lǐng)域。
　　 目前柔軟物體的模擬

2、主要有基于幾何模型、物理模型和混合模型三種方法。基于物理模型的柔性物體仿真不但能反映柔性體的外部特征，而且能對(duì)軟物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析，可以得到較真實(shí)的模擬效果，因此，基于物理技術(shù)已成為近幾年來研究的主流方法。
　　 本文主要采用的是基于物理模型方法對(duì)柔性物體變形的模擬進(jìn)行研究，重點(diǎn)考慮到真實(shí)感與實(shí)時(shí)性兼顧等問題。本文的重點(diǎn)主要是在第三章、第四章和第五章。
　　 在第三章中，給出了兩種建模方法，一是直接在物體自身建

3、立基于物理的質(zhì)點(diǎn)一彈簧模型，并簡(jiǎn)化了質(zhì)點(diǎn)-彈簧模型。使得計(jì)算方便快速，易控制物體變形。二是基于物理的柔軟物體自由變形的建模方法，通過將質(zhì)點(diǎn)-彈簧模型加載到Bezier網(wǎng)格體上，通過變形網(wǎng)格來達(dá)到物體的變形。同時(shí)給出了質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)方程及其求解的過程。該變形模型方法簡(jiǎn)單，容易達(dá)到全局變形，實(shí)時(shí)性也達(dá)到了預(yù)期的效果。
　　 在第四章中，本文對(duì)柔軟物體變形仿真中的一個(gè)重難點(diǎn)--碰撞檢測(cè)與碰撞響應(yīng)方法問題進(jìn)行了研究，運(yùn)用了點(diǎn)到面模型對(duì)物體