织物三维动态模拟_论文

维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1 8卷 第9 期  计 算机 辅助 设计 与 图形学 学报  J OURNAL OF C     OMPUT ER— DE DES GN & COM P AI D  I UTER  GRAPHI S C   VO1 1 . 8. NO.   9 S p. 006 e ,2   20 0 6年 9月   织 物 三 维 动 态 模 拟  李长锋   修    毅 北 京  10 2 ) 0 0 9  ( 京 服 装学 院计 算 机 中心 北 ( iy s I 6 c n ) xu i @ 2 .o 1 k   摘 要  在 质 点一 簧 模 型 的 基 础 上 , 织 物 模 型 进 行 进 一 步 的 简化 . 连 接 质 点 的 弹 簧 换 成 了 刚性 杆 , 时 采 用  弹 对 将 同 vel 积 分 法 计 算 质 点 的位 置 和 速 度 . 算 法 简 单 、 速 而 又 稳 定 , 有 很 好 的 实 时 效 果 . rt e 该 快 具   关键词 织 物模 拟 ; 子 系 统 ; 粒 刚性 杆 ; e[ 积分 法  V rt e T 3 1 7  P 9 .2 中图法分类号 Cl t   D  a . m e S m u a i n o h 3 Re 1Ti   i l to   LiCha gf n   Xi  i   n eg uY   ( o u e  e t ,B i n  n t ueo   lti g T c n l y,B i n   1 0 2 ) C mp t C ne r r e ig I si t f C oh n   e oo j t   h g e ig 0 0 9   j Absr c   ta t Thi p p r i l id h  ma s s rn  mo e u i g h  rg d tc  t  r pa e he prn   s a e  smp i e  t e f s—p ig d l sn  t e i i sik o e lc  t  s ig c nn ci n o  s e ,a   sn   h   e lti t gr to  o c lu a e t e p sto   n   p e   ft   a s I s o e to   f ma s s nd u ig t e V re n e a in t  a c lt   h   o iin a d s e d o  hem s . ti  smp e,f s  nd qut   t b e.Th   e ltm ee f c si r s i e. i l a ta   ie sa l e r a —i   fe ti mp e sv   Ke   r s co h sm ua in;p r il  y t m ;rg d r d y wo d   lt   i lto a tce s se ii  o s;V e lti t gr to   re n e a in 易理 解和应 用 .   0 引     言  本文 以质 点一 簧模 型为 基础 , 其进 行适 当的  弹 对 改进 , 免过 多地追求 物 理真实 而造成 算 法复杂 、 避 计  算成本 高 的 缺 点 , 用 简 单 而 有 效 的积 分 方 法 , 运 逼  真、 快速 地模 拟 出织 物 的悬垂效 果 .   近 年 来 , 物 三 维 动态 模 型 多采 用 较 为简 单 的  织 质 点一 弹簧模 型 ( 称 粒 子 模 型 )11其 基 本 思 想 是  或 【3,   将 织物 看成 是 由质点 和连接 质点 的 弹簧构成 的网格  系统 , 通过求 解 能量 方 程 或 力学 关 系 方 程 获得 织 物  悬 垂 的动态 效果 . 了符 合织 物 非 线性 应 力应 变 的  为 1 建    模  物理特 性 , 质点 一 弹簧 模 型将连 接 质 点的 弹簧 分成 剪  切 弹簧 、 构 弹簧和 弯 曲弹簧 3种 , 结 分别模 拟织 物 的  不 同力 学特 性 .由 于其 弹 簧模 型 比较 复 杂 , 要 求  所 1 1 力 学 模 型  . 将 一 块 布划 分 成若 干 网格 , 假定 每 个单 元 的 质  量 集 中于各 个质 点. 个 的质 点 的运 动 状态 取 决 于  单 解 的微 分方 程也 异 常 烦 琐 , 再 为 整个 模 型 加 上碰  若 撞检测 和碰 撞反 应 , 据 目前 的 硬件 条 件 根 本无 法  根 实现 实时模 拟 . 服 装 动 态 效 果 展 示 、 上 织 物选  而 网 购、 虚拟试 衣 和虚 拟 游戏 中均 需 要 实 时地 对 织 物进  它所 受外 力和 内力 约 束 的 总 和 , 即在 剪 切 、 曲 、 弯 质  点 间的吸 引( 排斥 ) 内 力 , 及重 力 、 气 阻 力 、 或 等 以 空   摩擦 力和其 他用 户 作 用 力 等外 力 的 综 合作 用 下 , 质  点应 该表 现 出其 所代 表 的 单元 块 的运 动 状态 . 有  所 质 点的 综合运 动效 果反 映 了整 个 系统所代 表 的织 物  变 形形态 .   行显 示 , 因此有 必 要 寻求 一 种 可 以满 足这 些 应 用 的  算 法 , 其逼 真—— 符合 人 的一 般 感性 认 识 ; 速 、 使 快   高效 —— 可 以用 现 有 的计 算技 术 实 现 ; 明—— 容  简 收 稿 日期 : 0 5 0   5 修 回 日期 :0 6 0  0   2 0  9 0 ; 2 0  5 8 虽 然微 观力学 试验 表 明 , 在外 力作用 下 , 织物在  基 金 项 目 : 京 市 教

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