柔性織物三維動態(tài)仿真技術(shù)的研究.pdf

1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得丞洼王些太堂或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名：乓耗暇簽字日期：≯孵f月J弓日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解丞洼蘭些太堂有關(guān)保留、使用學位論文的

2、規(guī)定。特授權(quán)丞洼王些太堂可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤。(保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學位論文作者簽名：乓糙j良簽字日期：ⅫIu，年J月f弓Ft導師虢撇簽字日期：砷ltt年f月哆日摘要織物動態(tài)仿真技術(shù)是近年來計算機圖形領(lǐng)域和紡織工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的熱點。自1998年SIGGRAPH年會中提出將織物仿真技術(shù)

3、作為三大研究方向以來，許多學者投入了大量的精力進行研究。隨著的紡織電子商務、虛擬試衣等的發(fā)展，對于織物動態(tài)仿真技術(shù)的需求在不斷增加。本文比較分析了諸多學者在織物動態(tài)仿真建模時采用的方法，結(jié)合其優(yōu)缺點，將方形織物假設為由橫向和縱向有序排列的質(zhì)點組成，質(zhì)點與其周圍不同位置的質(zhì)點相互連接形成三種彈簧，由不同的彈簧力來模擬織物變形時受到的力，而使織物產(chǎn)生形變。在整個仿真過程中再對每一個質(zhì)點的速度、受力、加速度進行計算，求質(zhì)點的位移從而實現(xiàn)織物動

4、態(tài)運動的模型。在確定系統(tǒng)中質(zhì)點的速度、受力、加速度及位移時，需要求解大量的微分方程組。為了提高計算效率，分別嘗試采用了歐拉積分法、中點積分法和自適應的龍格庫塔法求解微分方程組等方法，以便使系統(tǒng)有較快的仿真速度。為了更好地檢測織物與場景何時何地碰撞，將球體和立方體作為碰撞對象，設計了球體、立方體的碰撞檢測算法。在復雜的虛擬環(huán)境中由于碰撞體較多，織物形狀多變，以上算法完全可以用在球形包圍盒和AABB包圍盒的檢測算法中。在碰撞響應時，有時由于

5、數(shù)據(jù)計算的值過火會出現(xiàn)個別質(zhì)點“抖動”的現(xiàn)象。為了降低這種現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，在響應計算時采用了質(zhì)點速度、受力差異化的方法求解質(zhì)點碰撞后的速度和受力?？椢飫討B(tài)仿真程序是在VisualC60環(huán)境下，在OpenGL圖形庫的基礎(chǔ)上編程實現(xiàn)的。在進行程序設計的時候，根據(jù)織物的特點，進行了一些細節(jié)上的優(yōu)化，比如在紋理貼圖時，將四邊形網(wǎng)格作為紋理貼圖的區(qū)域比將三角面片作為紋理區(qū)域，計算量較少，有利于提高程序運行的速度。程序最終實現(xiàn)了織物運動形態(tài)的模擬，