角色服裝的實時動畫模擬研究與實現(xiàn).pdf

1、布料動畫的模擬最初是從可形變體模擬問題中衍生而來，該技術(shù)的研究已有二十多年的歷史。隨著數(shù)字娛樂需求的裂變式增長，布料模擬相關技術(shù)，尤其是角色服裝動畫模擬技術(shù)正被世界各地的學者作為重點研究的課題。該技術(shù)的應用不僅僅局限于數(shù)字娛樂領域，還包括國防、醫(yī)學等領域。
　　角色服裝模擬的主要內(nèi)容是：使用具有物理特性的彈簧計算布料運動，渲染出具有高真實感的服裝動畫。在這一過程中，不僅需要使用高效的物理方程進行布料模擬，還需要處理服裝與人體的碰撞

2、，保證布料與人體不會穿透，最后還要對大規(guī)模數(shù)據(jù)進行渲染。隨著應用對效果與效率要求的不斷提升，驅(qū)動人們對這一問題進行研究。本文的目的是在保證服裝模擬效果的前提下，提高整個動畫模擬的效率。本文重點研究了提升效率的三個關鍵技術(shù)，主要做了以下工作：
　　第一，設計并改進布料模擬算法。在布料進行物理模擬前，增加了幾何預處理階段。使用以圖為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的拓撲型減少彈簧的數(shù)量，大幅度提升動畫在布料模擬階段的效率。物理模擬階段使用Verlet積分，提

3、高模擬的效率與精度。最終實現(xiàn)的角色服裝動畫獲得了較理想的測試幀率，證明了這一階段算法改進的有效性與合理性。
　　第二，改進碰撞檢測算法，提高動畫整體效果。針對人體各個部位不同的運動特性，使用分層次的碰撞檢測算法，對運動較平緩的部位采用AABB碰撞檢測算法，對快速運動的部位采用簡單幾何體算法。分層次的碰撞檢測與碰撞反應能很好適應不同服裝和不同人體的快速匹配。在保證效率的情況下，提供優(yōu)秀的檢測結(jié)果。
　　第三，改進物理計算與動畫