虛擬環(huán)境中柔性織物碰撞檢測的研究.pdf

1、近些年以來，布料仿真技術逐漸成為圖形學領域研究的熱點。隨著計算機硬件和軟件技術的發(fā)展，對布料等柔性織物的變形仿真研究已經(jīng)發(fā)展到可以通過動畫進行演示的階段。即便如此，現(xiàn)有的仿真技術還是難以滿足信息時代的要求，在此領域還需要進行更多的研究。 為了獲得一種穩(wěn)定并且具有較高實時性的布料仿真方法，本文通過對真實布料物理機械性能的分析及對現(xiàn)有的多種布料仿真技術的對比，在采用質點-彈簧模型的基礎上，根據(jù)牛頓經(jīng)典力學理論建立了布料仿真的動力學方

2、程，并提出了一種改進的變步長策略的自適應龍格-庫塔積分法，在織物仿真系統(tǒng)的精確度和計算效率間實現(xiàn)了有效折中。 布料仿真技術中的一個關鍵的問題是如何處理布料運動時與周圍物體的碰撞。層次包圍盒方法可以有效地解決碰撞檢測過程中算法復雜度的問題，它是用體積略大而幾何特性簡單的包圍盒來近似地描述復雜的幾何對象，并通過構造樹狀層次結構來逼近對象的幾何模型。 本文以織物仿真為背景，采用層次區(qū)域分割并融合AABB層次包圍盒的方法處理柔性

3、織物和外界對象間的碰撞問題。同時我們將織物各部分間的自碰撞檢測通過三角形表面曲率簡化計算方法遞歸為織物與周圍環(huán)境中其他對象的碰撞檢測問題來討論，有效地提高了碰撞檢測的效率。文章最后討論了基本幾何元素之間的碰撞檢測問題，將其歸結為“點一三角形”的碰撞檢測問題，并利用力學原理對質點進行碰撞響應處理。 本文的仿真實驗程序在MicrosoftVisualC++6.0集成環(huán)境中實現(xiàn)，三維圖形渲染繪制與動畫使用OpenGL程序，演示了布料與