基于質(zhì)子-彈簧模型的動(dòng)態(tài)長(zhǎng)直發(fā)實(shí)時(shí)模擬方法研究.pdf

1、優(yōu)良的頭發(fā)模擬方法在虛擬人的真實(shí)感繪制中起著決定性的因素。但是頭發(fā)自身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及其在力的作用下的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律給頭發(fā)的模擬過(guò)程帶來(lái)了很大的障礙，使得模擬方法很難達(dá)到令人滿意的效果。本文所完成的主要工作包括以下幾方面。
　　首先，針對(duì)傳統(tǒng)的質(zhì)子-彈簧模型在特殊情況下頭發(fā)質(zhì)點(diǎn)位置與速度更新失敗的問(wèn)題，提出對(duì)單根發(fā)絲模型的改進(jìn)，用一根垂線彈簧代替原模型中的角度彈簧，從而避免對(duì)角度彈簧復(fù)雜的三角函數(shù)計(jì)算，同時(shí)也可以精確地模擬頭發(fā)絲的彎

2、曲形變和扭轉(zhuǎn)形變。
　　其次，通過(guò)與傳統(tǒng)的質(zhì)子-彈簧模型對(duì)比，詳細(xì)地對(duì)改進(jìn)的質(zhì)子-彈簧模型進(jìn)行力學(xué)分析，并分別給出彎曲形變和扭轉(zhuǎn)形變時(shí)頭發(fā)質(zhì)子所受彈力的計(jì)算公式。
　　再次，在處理頭發(fā)間相互作用方面，考慮到計(jì)算效率，提出一種拉格朗日法與歐拉法的嵌套結(jié)合法，用來(lái)處理頭發(fā)間的自碰撞；將頭發(fā)整體看作不可壓縮的流體，利用歐拉法將流體劃分為表現(xiàn)速度與密度的小柵格，在每個(gè)小柵格內(nèi)進(jìn)行速度計(jì)算；利用拉格朗日法處理其中每個(gè)質(zhì)子的受力作用，兩