基于物理方法的布料仿真技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，布料仿真技術(shù)已經(jīng)越來越成為計算機圖形學領(lǐng)域研究的熱點?，F(xiàn)如今布料仿真技術(shù)已應用于許多我們熟悉的領(lǐng)域，在計算機動畫、游戲、虛擬服裝展示以及虛擬模特的著裝，甚至高級服裝設(shè)計系統(tǒng)，布料仿真都是這些領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)。 本文對布料的建模技術(shù)進行了研究對比后，采用了基于物理的方法進行布料的仿真模擬，該方法提供了較高的實時性和簡易的建模方法?；谖锢淼姆椒ㄖ骺紤]布料的質(zhì)量、拉伸、摩擦系數(shù)和彈性系數(shù)等物理特性，把整塊布料看作是厚度為0

2、的空間曲面，將布料按照經(jīng)向和緯向劃分為若干單元，假定每個單元質(zhì)量相同，并認為布料的所有質(zhì)量都濃縮到這些單元上，稱為質(zhì)點，質(zhì)點之間有一根模擬的彈簧相連，基于上面的考慮對布料建立了彈簧-質(zhì)點模型。 布料的運動，可以看作是各種作用力的作用下質(zhì)點運動的結(jié)果。本文采用基于力學的布料模擬技術(shù)從質(zhì)點的空間運動方程入手，通過確定時間序列上的質(zhì)點的空間位置，找到質(zhì)點隨時間變化的運動軌跡，來模擬布料的行為狀態(tài)。通過彈簧-質(zhì)點模型的受力情況解其相應的

3、運動學方程，得到每個時刻質(zhì)點的速度和位移變化，從而實現(xiàn)對布料的實時性模擬。本文使用四階龍格-庫塔方法來解運動方程，得到了比較穩(wěn)定的模擬效果。同時為了增強真實感，在模擬布料運動問題上，還引入了當今在游戲中廣泛使用的NVIDIA的PhysX物理引擎，通過PhysX中的一套模擬機制來對布料的運動形態(tài)進行模擬。在對布料進行建模以及實現(xiàn)運動仿真以后，選取當前已有圖案庫中的圖案，使用紋理映射技術(shù)將圖案映射到模型上去，實現(xiàn)了對布料的仿真過程。此外，在