柔性織物三維動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)的研究.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得丞洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：乓耗暇簽字日期：≯孵f月J弓日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解丞洼蘭些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的

2、規(guī)定。特授權(quán)丞洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：乓糙j良簽字日期：ⅫIu，年J月f弓Ft導(dǎo)師虢撇簽字日期：砷ltt年f月哆日摘要織物動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)是近年來計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域和紡織工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)。自1998年SIGGRAPH年會(huì)中提出將織物仿真技術(shù)

3、作為三大研究方向以來，許多學(xué)者投入了大量的精力進(jìn)行研究。隨著的紡織電子商務(wù)、虛擬試衣等的發(fā)展，對(duì)于織物動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)的需求在不斷增加。本文比較分析了諸多學(xué)者在織物動(dòng)態(tài)仿真建模時(shí)采用的方法，結(jié)合其優(yōu)缺點(diǎn)，將方形織物假設(shè)為由橫向和縱向有序排列的質(zhì)點(diǎn)組成，質(zhì)點(diǎn)與其周圍不同位置的質(zhì)點(diǎn)相互連接形成三種彈簧，由不同的彈簧力來模擬織物變形時(shí)受到的力，而使織物產(chǎn)生形變。在整個(gè)仿真過程中再對(duì)每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度、受力、加速度進(jìn)行計(jì)算，求質(zhì)點(diǎn)的位移從而實(shí)現(xiàn)織物動(dòng)

4、態(tài)運(yùn)動(dòng)的模型。在確定系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)的速度、受力、加速度及位移時(shí)，需要求解大量的微分方程組。為了提高計(jì)算效率，分別嘗試采用了歐拉積分法、中點(diǎn)積分法和自適應(yīng)的龍格庫(kù)塔法求解微分方程組等方法，以便使系統(tǒng)有較快的仿真速度。為了更好地檢測(cè)織物與場(chǎng)景何時(shí)何地碰撞，將球體和立方體作為碰撞對(duì)象，設(shè)計(jì)了球體、立方體的碰撞檢測(cè)算法。在復(fù)雜的虛擬環(huán)境中由于碰撞體較多，織物形狀多變，以上算法完全可以用在球形包圍盒和AABB包圍盒的檢測(cè)算法中。在碰撞響應(yīng)時(shí)，有時(shí)由于

5、數(shù)據(jù)計(jì)算的值過火會(huì)出現(xiàn)個(gè)別質(zhì)點(diǎn)“抖動(dòng)”的現(xiàn)象。為了降低這種現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，在響應(yīng)計(jì)算時(shí)采用了質(zhì)點(diǎn)速度、受力差異化的方法求解質(zhì)點(diǎn)碰撞后的速度和受力?？椢飫?dòng)態(tài)仿真程序是在VisualC60環(huán)境下，在OpenGL圖形庫(kù)的基礎(chǔ)上編程實(shí)現(xiàn)的。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，根據(jù)織物的特點(diǎn)，進(jìn)行了一些細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，比如在紋理貼圖時(shí)，將四邊形網(wǎng)格作為紋理貼圖的區(qū)域比將三角面片作為紋理區(qū)域，計(jì)算量較少，有利于提高程序運(yùn)行的速度。程序最終實(shí)現(xiàn)了織物運(yùn)動(dòng)形態(tài)的模擬，