三維柔性織物動態(tài)模擬的研究.pdf

1、織物仿真常指對柔性紡織品靜態(tài)和動態(tài)以及著裝效果和性能的計算機模擬。從目前的研究現(xiàn)狀來看，二維織物的仿真顯示研究較為普遍，以此為基礎的二維服裝CAD系統(tǒng)已基本成熟。目前建立基于柔性織物的三維服裝模型，對虛擬服裝進行動態(tài)仿真及交互設計成為研究熱點。而對織物進行逼真模擬是實現(xiàn)三維服裝造型的首要前提。材料的多樣性、結構的復雜性、性狀的不規(guī)則性都給織物的造型和動態(tài)仿真帶來很大的困難，因此三維柔性織物動態(tài)仿真技術仍處于研究狀態(tài)。 本文通過織

2、物變形的物理模型的建立及其動力學分析、采用非物理學模型從視覺效果上建立織物運動模型以及織物運動過程圖案變形的仿真等幾方面來研究織物的三維動態(tài)模擬。 對織物的各種建模方法和織物物理性能進行分析之后，可以發(fā)現(xiàn)彈簧——粒子模型具有建模簡單、計算機容易實現(xiàn)、參數(shù)可以自由設定的優(yōu)點。但該模型對織物材料表述簡單、不完全，反映材料特性比較困難。本文采用改進的彈簧——粒子模型，在原模型的基礎上，加入了柔性織物的固有屬性，將三種彈簧分別與織物的拉

3、伸性能、剪切性能和彎曲性能對應起來，對結構彈簧、剪切彈簧、彎曲彈簧采用不同的彈性系數(shù)，同時加入了外力對柔性織物的作用，使得計算結果更具有真實感，模擬效果更逼真。 織物動態(tài)仿真中采用物理學方程較為普遍，但采用迭代算法后，計算量很大，不能滿足實時的要求，本文嘗試采用非物理學模型，提出基于風噪聲的三維織物模擬方法，以1/f噪聲與Perlin噪聲為基本方程，實現(xiàn)三維織物運動過程的模擬。把1/f和Perlin噪聲模型應用于織物動態(tài)模擬，由

4、于采用了非迭代算法，顯示出較快的顯示速度。 實現(xiàn)了織物動態(tài)模擬形態(tài)上的真實感之后，為使其更富有織物所應具有的質感，需要對模擬織物表面圖案和細節(jié)進行研究，織物在運動過程中，其圖案會隨著織物三維形狀的變化而發(fā)生變形，本文基于紋理映射的基本思想和反走樣技術，實現(xiàn)了紋理映射在三維柔性織物動態(tài)模擬中的應用。 本文對三維織物動態(tài)模擬進行了系統(tǒng)深入研究，為服裝三維動態(tài)顯示提出了理論依據(jù)，在該領域具有較好的理論意義及應用價值。為計算機圖