基于位置約束的布料動態(tài)模擬研究.pdf

1、布料模擬是計算機動畫的重要組成部分，在影視、游戲、紡織工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用。布料模擬致力于模擬布料真實的運動變形效果，研究涵蓋了計算機科學(xué)、物理、數(shù)學(xué)及藝術(shù)設(shè)計等學(xué)科。由于布料具有細致的幾何造型和復(fù)雜的物理特性，使得布料模擬被公認為當(dāng)今圖形學(xué)中一個富有挑戰(zhàn)的研究課題。
　　雖然已經(jīng)有大量對布料動態(tài)模擬的研究，但是在顯式積分框架下建立穩(wěn)定的布料系統(tǒng)仍然是個問題。本文結(jié)合約束動力學(xué)理論，提出基于位置約束的布料模擬算法。該算法在整個計算

2、過程中不涉及內(nèi)力的計算，通過直接移動質(zhì)點的方式完成質(zhì)點位置的更新。本文的主要工作如下:
　　首先，本文對布料的物理建模、數(shù)值積分方法和碰撞檢測技術(shù)進行全面地、詳細地介紹。
　　其次，本文研究了基于位置約束的布料模擬算法。該算法改進了傳統(tǒng)的質(zhì)點—彈簧模型，取消了模型中彈簧內(nèi)力的作用:(1)取消結(jié)構(gòu)彈簧的彈力作用，定義相鄰兩質(zhì)點間的位置距離為結(jié)構(gòu)約束;(2)取消彎曲彈簧的彈力作用，定義相鄰三角形面間的二面角大小為彎曲約束;(3)