基于質(zhì)子-彈簧模型的動態(tài)長直發(fā)實(shí)時模擬方法研究.pdf

1、優(yōu)良的頭發(fā)模擬方法在虛擬人的真實(shí)感繪制中起著決定性的因素。但是頭發(fā)自身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及其在力的作用下的復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律給頭發(fā)的模擬過程帶來了很大的障礙，使得模擬方法很難達(dá)到令人滿意的效果。本文所完成的主要工作包括以下幾方面。
　　首先，針對傳統(tǒng)的質(zhì)子-彈簧模型在特殊情況下頭發(fā)質(zhì)點(diǎn)位置與速度更新失敗的問題，提出對單根發(fā)絲模型的改進(jìn)，用一根垂線彈簧代替原模型中的角度彈簧，從而避免對角度彈簧復(fù)雜的三角函數(shù)計算，同時也可以精確地模擬頭發(fā)絲的彎

2、曲形變和扭轉(zhuǎn)形變。
　　其次，通過與傳統(tǒng)的質(zhì)子-彈簧模型對比，詳細(xì)地對改進(jìn)的質(zhì)子-彈簧模型進(jìn)行力學(xué)分析，并分別給出彎曲形變和扭轉(zhuǎn)形變時頭發(fā)質(zhì)子所受彈力的計算公式。
　　再次，在處理頭發(fā)間相互作用方面，考慮到計算效率，提出一種拉格朗日法與歐拉法的嵌套結(jié)合法，用來處理頭發(fā)間的自碰撞；將頭發(fā)整體看作不可壓縮的流體，利用歐拉法將流體劃分為表現(xiàn)速度與密度的小柵格，在每個小柵格內(nèi)進(jìn)行速度計算；利用拉格朗日法處理其中每個質(zhì)子的受力作用，兩