基于位置約束的布料動(dòng)態(tài)模擬研究.pdf

1、布料模擬是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的重要組成部分，在影視、游戲、紡織工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用。布料模擬致力于模擬布料真實(shí)的運(yùn)動(dòng)變形效果，研究涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、數(shù)學(xué)及藝術(shù)設(shè)計(jì)等學(xué)科。由于布料具有細(xì)致的幾何造型和復(fù)雜的物理特性，使得布料模擬被公認(rèn)為當(dāng)今圖形學(xué)中一個(gè)富有挑戰(zhàn)的研究課題。
　　雖然已經(jīng)有大量對布料動(dòng)態(tài)模擬的研究，但是在顯式積分框架下建立穩(wěn)定的布料系統(tǒng)仍然是個(gè)問題。本文結(jié)合約束動(dòng)力學(xué)理論，提出基于位置約束的布料模擬算法。該算法在整個(gè)計(jì)算

2、過程中不涉及內(nèi)力的計(jì)算，通過直接移動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的方式完成質(zhì)點(diǎn)位置的更新。本文的主要工作如下:
　　首先，本文對布料的物理建模、數(shù)值積分方法和碰撞檢測技術(shù)進(jìn)行全面地、詳細(xì)地介紹。
　　其次，本文研究了基于位置約束的布料模擬算法。該算法改進(jìn)了傳統(tǒng)的質(zhì)點(diǎn)—彈簧模型，取消了模型中彈簧內(nèi)力的作用:(1)取消結(jié)構(gòu)彈簧的彈力作用，定義相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的位置距離為結(jié)構(gòu)約束;(2)取消彎曲彈簧的彈力作用，定義相鄰三角形面間的二面角大小為彎曲約束;(3)