基于物理屬性和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的形變、斷裂虛擬感仿真.pdf

1、基于物理屬性的虛擬感仿真是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)近幾年來的一個(gè)熱點(diǎn)問題。它能為使用者提供更好的仿真體驗(yàn)，乃至驅(qū)動(dòng)仿真環(huán)境的情節(jié)發(fā)展。一方面它廣泛地應(yīng)用于高質(zhì)量影視制作和游戲制作中，另一方面為了擺脫離線動(dòng)畫的千篇一律，讓整個(gè)仿真體驗(yàn)得到提高，在仿真交互環(huán)境中它也成為一項(xiàng)重要的技術(shù)。然而由于物理屬性自身的復(fù)雜性，數(shù)值計(jì)算的復(fù)雜性，使得完全符合物理規(guī)律的虛擬感仿真又是不可能的，所以利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)結(jié)合部分基于物理屬性的方程，成為構(gòu)造視覺真實(shí)感的主要

2、方法。本文主要工作就是試圖在物理屬性模擬真實(shí)感和計(jì)算效率間尋找一個(gè)較好的平衡點(diǎn)，從而建立三維物體的物理真實(shí)感仿真系統(tǒng)。
　　本文的研究工作主要是：實(shí)時(shí)碰撞檢測、簡化剛體動(dòng)力學(xué)和線彈性形變、斷裂有限元解算三個(gè)模塊。實(shí)時(shí)碰撞檢測模塊是后續(xù)模塊必不可少的前期準(zhǔn)備，它決定了后續(xù)方程的邊界或者初始條件。簡化剛體動(dòng)力學(xué)模塊主要通過把物體接觸過程簡化成固定的幾種限制方程來提高計(jì)算效率。線彈性形變、斷裂有限元解算模塊利用了現(xiàn)有工程計(jì)算常用的有限元