角色服裝的實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)模擬研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、布料動(dòng)畫(huà)的模擬最初是從可形變體模擬問(wèn)題中衍生而來(lái)，該技術(shù)的研究已有二十多年的歷史。隨著數(shù)字娛樂(lè)需求的裂變式增長(zhǎng)，布料模擬相關(guān)技術(shù)，尤其是角色服裝動(dòng)畫(huà)模擬技術(shù)正被世界各地的學(xué)者作為重點(diǎn)研究的課題。該技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限于數(shù)字娛樂(lè)領(lǐng)域，還包括國(guó)防、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
　　角色服裝模擬的主要內(nèi)容是：使用具有物理特性的彈簧計(jì)算布料運(yùn)動(dòng)，渲染出具有高真實(shí)感的服裝動(dòng)畫(huà)。在這一過(guò)程中，不僅需要使用高效的物理方程進(jìn)行布料模擬，還需要處理服裝與人體的碰撞

2、，保證布料與人體不會(huì)穿透，最后還要對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染。隨著應(yīng)用對(duì)效果與效率要求的不斷提升，驅(qū)動(dòng)人們對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究。本文的目的是在保證服裝模擬效果的前提下，提高整個(gè)動(dòng)畫(huà)模擬的效率。本文重點(diǎn)研究了提升效率的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，主要做了以下工作：
　　第一，設(shè)計(jì)并改進(jìn)布料模擬算法。在布料進(jìn)行物理模擬前，增加了幾何預(yù)處理階段。使用以圖為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫蜏p少?gòu)椈傻臄?shù)量，大幅度提升動(dòng)畫(huà)在布料模擬階段的效率。物理模擬階段使用Verlet積分，提

3、高模擬的效率與精度。最終實(shí)現(xiàn)的角色服裝動(dòng)畫(huà)獲得了較理想的測(cè)試幀率，證明了這一階段算法改進(jìn)的有效性與合理性。
　　第二，改進(jìn)碰撞檢測(cè)算法，提高動(dòng)畫(huà)整體效果。針對(duì)人體各個(gè)部位不同的運(yùn)動(dòng)特性，使用分層次的碰撞檢測(cè)算法，對(duì)運(yùn)動(dòng)較平緩的部位采用AABB碰撞檢測(cè)算法，對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的部位采用簡(jiǎn)單幾何體算法。分層次的碰撞檢測(cè)與碰撞反應(yīng)能很好適應(yīng)不同服裝和不同人體的快速匹配。在保證效率的情況下，提供優(yōu)秀的檢測(cè)結(jié)果。
　　第三，改進(jìn)物理計(jì)算與動(dòng)畫(huà)