基于OSG的實(shí)時(shí)布料仿真.pdf

1、過(guò)去幾十年里，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)一直是人們研究的熱點(diǎn)，實(shí)時(shí)仿真運(yùn)動(dòng)的布料是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的重要組成部分，吸引了越來(lái)越多的研究。雖然布料仿真非常重要，并且已經(jīng)有了大量的研究，但快速、理想的布料仿真直到現(xiàn)在仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。 論文介紹了基于物理模型的實(shí)時(shí)布料仿真技術(shù)，包括建模、運(yùn)動(dòng)控制、碰撞檢測(cè)與碰撞響應(yīng)，提出了基于層次四叉樹(shù)的碰撞檢測(cè)方法，提高檢測(cè)效率。 論文的主要研究?jī)?nèi)容及貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面： 首先，介紹了布料的質(zhì)點(diǎn)-彈簧模

2、型和其它建模方法，分析了各種建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上改進(jìn)了經(jīng)典的矩形質(zhì)點(diǎn).彈簧模型，利用經(jīng)典的牛頓力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)定律分析該模型的受力情況，引入了擾動(dòng)力增加模型的柔性，建立布料的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真方程，給出了模型中質(zhì)點(diǎn)所受內(nèi)力、外力的表達(dá)式和求解方法。 然后，分析了實(shí)時(shí)布料仿真中的碰撞檢測(cè)與響應(yīng)技術(shù)，討論了技術(shù)難點(diǎn)，在詳細(xì)分析了矩形布料的特點(diǎn)后，提出了基于層次四叉樹(shù)的碰撞檢測(cè)算法。實(shí)時(shí)布料仿真技術(shù)的碰撞檢測(cè)包括布料與場(chǎng)景內(nèi)物體的碰撞

3、檢測(cè)和布料自身的碰撞檢測(cè)，在布料與場(chǎng)景內(nèi)物體的碰撞檢測(cè)中，我們?yōu)椴剂蠅K的包圍球建立了一棵層次四叉樹(shù)，基于層次四叉樹(shù)測(cè)試布料是否與場(chǎng)景內(nèi)物體發(fā)生碰撞，在布料自身的碰撞檢測(cè)中，我們又利用布料的三角形表面曲率創(chuàng)建布料表面法向量的包圍圓錐，并把包圍圓錐的信息附加到層次四叉樹(shù)的節(jié)點(diǎn)中，簡(jiǎn)化布料自身的求交計(jì)算，進(jìn)一步提高了布料自身碰撞檢測(cè)的效率。 最后，簡(jiǎn)要介紹了跨平臺(tái)開(kāi)源圖形開(kāi)發(fā)軟件包OSG（OpenSceneGraph）的特點(diǎn)，分析了實(shí)