大規(guī)模場景中剛體破壞實時模擬研究與實現(xiàn).pdf

1、計算機圖形學作為數(shù)字媒體技術(shù)的核心，隨著近年來計算機硬件性能的提升和虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的強大需求，日趨成為了工程界、學術(shù)界關(guān)注的熱點領(lǐng)域。數(shù)字游戲、影視動畫等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對高真實感、沉浸感計算機動畫的需求也日益增大，同時要求計算機動畫能夠模擬諸多更加復(fù)雜的物理現(xiàn)象。使用計算機來模擬現(xiàn)實世界中紛繁復(fù)雜的物理現(xiàn)象一直以來都是計算機圖形學領(lǐng)域的研究熱點，而諸多產(chǎn)業(yè)界對計算機動畫的需求也與日俱增，其中尤以電子游戲產(chǎn)業(yè)最為突出。
　　實時剛體

2、的破壞現(xiàn)象模擬在圖形學的研究以及虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用中扮演著重要的角色。然而由于剛體破碎現(xiàn)象的高自由度、復(fù)雜的物理規(guī)律，為模擬破壞現(xiàn)象帶來一定的難度。剛體破碎的現(xiàn)象具有較大的自由度，若采用傳統(tǒng)的，使用一個固定過程來對破壞現(xiàn)象描述，將需要龐大的數(shù)據(jù)量，且無法實現(xiàn)破壞的交互。而由于破碎現(xiàn)象復(fù)雜的物理規(guī)律，在采用基于物理的方法進行模擬時，要到達精確、逼真的模擬效果，常常需要以犧牲實時性為代價，因而如何解決真實性與實時性之間的矛盾一直是圖形學領(lǐng)域長期

3、探討的問題。
　　本文以研究實時剛體斷裂為目標，在基于物理模擬的思想上進行了如下工作：第一，對已有多種模擬破壞的算法進行了全面和深入的分析，總結(jié)各種算法已經(jīng)達到的效果和存在的問題；第二，針對核心問題，提出了基于物理實時模擬剛體碎裂的改進算法；第三，實現(xiàn)了實時剛體破壞算法，將算法的結(jié)果進行了比較分析，并對進一步的工作進行展望。
　　本文進行的主要工作和研究成果包括：
　　1、采用四面體逼近實體模型的方法，將可破壞物體建模