三維虛擬人頭發(fā)動態(tài)仿真研究.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)及計算機硬件性能的發(fā)展，計算機創(chuàng)造的虛擬人在眾多領(lǐng)域正扮演著越來越重要的作用。頭發(fā)作為一種傳遞特性和感覺的媒介，對于虛擬人的真實感起著重要的作用。但是，頭發(fā)本身數(shù)量巨大、幾何性質(zhì)復(fù)雜，現(xiàn)有的頭發(fā)仿真算法往往不能同時滿足實時性和真實性。因此，虛擬人頭發(fā)仿真技術(shù)的研究有著積極的現(xiàn)實意義。
　　本文主要研究內(nèi)容包括頭發(fā)建模、頭發(fā)渲染、碰撞檢測與響應(yīng)三部分。在頭發(fā)建模方面，在對3D頭部模型文件重繪的基礎(chǔ)上，利用重繪式拾取法

2、在頭皮層指定頭發(fā)生長區(qū)域，并對單根發(fā)絲構(gòu)建質(zhì)點-彈簧模型。再根據(jù)質(zhì)點的受力情況，采用動態(tài)跟蹤控制點算法對發(fā)絲進行變形計算，并通過一種基于跟蹤控制點思想的快速插值算法生成其他的發(fā)絲。在頭發(fā)渲染方面，使用Marschner光照模型對環(huán)境光進行模擬，并基于陰影圖算法和深度不透明陰影圖算法對頭發(fā)進行自陰影計算。同時，對頭發(fā)進行半透明和抗鋸齒處理，增強頭發(fā)渲染的真實感。在碰撞檢測與響應(yīng)方面，通過對人體構(gòu)造k-DOPs層次包圍盒來處理頭發(fā)與人體間的