布料模擬的實(shí)時(shí)碰撞檢測研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文主要研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，在處理布料與人體交互時(shí)，對碰撞檢測算法的幾點(diǎn)改進(jìn)措施。布料模擬在電腦游戲，計(jì)算機(jī)動畫，影視特效制作，網(wǎng)上購物，虛擬時(shí)裝展示及服裝設(shè)計(jì)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，因此這一課題的研究有著重要的意義。布料的模擬涉及到各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)物理問題，可以簡單的將其分為模擬，更新，碰撞檢測三個(gè)比較大的模塊。模擬和更新主要涉及的是動力學(xué)方面的問題，通過建立物理模型，得到微分方程，然后通過數(shù)值分析的方法解對應(yīng)的微分方程。這兩方面雖

2、然也涉及到大量的計(jì)算，但并非限制布料模擬速度的主要瓶頸。真正限制布料模擬性能和效果的是碰撞檢測，整個(gè)模擬算法的大部分時(shí)間是花在碰撞檢測這一部分，因此一個(gè)高效的碰撞檢測算法將大幅度地提升布料模擬的整體性能，同時(shí)增進(jìn)布料與人體的交互式場景中的真實(shí)感與交互性。將剛體碰撞檢測算法移植到涉及諸如布料的變形體的場景中時(shí)并不順利，因?yàn)橐粋€(gè)重要的問題-變形-將極大的影響算法的效率。除此之外，布料還有比一般變形體更為復(fù)雜的問題-自碰撞，這就更加限制了傳統(tǒng)

3、碰撞檢測算法在布料模擬中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的碰撞檢測算法中，BVH結(jié)構(gòu)因?yàn)槠淇梢钥焖龠^濾掉大量明顯不相交的物體和物體間不相交的部分而被廣泛采用，但是很多基于 BVH的碰撞檢測算法在處理變形體問題時(shí)都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更新慢。BVH碰撞檢測算法也有其他方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)-結(jié)構(gòu)清晰，快速收斂，方便計(jì)算。這就促使我們考慮是否可以結(jié)合傳統(tǒng)BVH的優(yōu)點(diǎn)而又避免其更新緩慢的缺點(diǎn)。融合AABB的OBB結(jié)構(gòu)即是在這一理念下產(chǎn)生的。另外，對傳統(tǒng)的計(jì)算