剛體破碎特效實時模擬技術研究與實現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)實世界中剛體破碎是一個混沌系統(tǒng)。剛體破碎特效模擬最終效果受材質、受力點以及受力方向影響。材質、受力點以及受力方向三者只要有一個變化,最終得到的破碎效果就完全不同。如果試圖憑借主觀推測,幾乎不可能精確得破碎傳播方向以及碎片的運動情況?？陀^世界中物體運動很難用一個方程表示,因此給物體破碎精確模擬帶來了不小難度。物理世界看似自由、不固定,然而物體的破碎過程都遵循了某種物理規(guī)律。使用基于物理規(guī)律來模擬現(xiàn)實世界中物體破碎過程是一個非常復雜的過

2、程,其中涉及材料力學、數(shù)學以及計算機等領域相關知識。這些讓研究者使用物理規(guī)律來模擬現(xiàn)實世界中物體破碎過程變得舉步維艱。
　　剛體破碎模擬在游戲和影視行業(yè)中運用越來越廣泛。由于破碎的不可預測性,吸引了越來越多的研究人員進入該領域。如何產生令人信服的破碎效果以及怎么更加真實地模擬碎片的運動效果,如何利用系統(tǒng)底層碰撞檢測系統(tǒng)來提高系統(tǒng)的可交互性都成為了破碎模擬系統(tǒng)的難點。因此如何真實的模擬剛體破碎是目前虛擬現(xiàn)實研究中的熱點問題。

3、　　本文在目前剛體破碎模擬方法基礎上,提出了預破碎和實時裂紋生成相結合的破碎模擬方法。該方法首先運用3D Voronoi網格將模型分割為許多碎片,然后將碎片用網狀結構組合成一個完成模型。當模型受到外力碰撞時,根據(jù)碰撞信息將碎片從模型中分離出去,并對碎片進行動力學模擬,同時采用多重紋理技術在模型表面生成破碎裂紋。本論文主要工作及取得的研究成果包括:
　　1.對可破碎模型進行預分割處理,然后將預處理得到的碎片通過網狀結構組合成一個完成