各向異性織物建模與仿真.pdf

1、自上世紀八十年代以來，織物變形的模擬仿真一直是計算機圖形學領域內(nèi)的一個研究熱點。彈簧-質(zhì)子模型因其原理簡單，易于實現(xiàn)，在織物仿真中得到了比較廣泛的應用，但是這種模型只考慮了織物各向同性的物理特性，并且容易在仿真過程中出現(xiàn)超彈性現(xiàn)象，造成仿真結(jié)果失真。本文結(jié)合織物仿真的具體要求，分析織物的物理特性，使用了一種各向異性織物受力模型。該模型在經(jīng)典的彈簧-質(zhì)子模型基礎之上，引入半剛性樣條的概念，充分考慮了織物的拉伸性、壓縮性、剪切性、彎曲性以及

2、表面粗糙度，有效解決了織物仿真中各項異性及超彈性方面的問題，提高了織物仿真的真實感。
　　 織物仿真涉及運動方程的數(shù)值積分計算以及大量的碰撞處理，這些往往成為仿真的性能瓶頸。在數(shù)值積分方面，相比于傳統(tǒng)的顯式歐拉、隱式歐拉求解速度較慢的缺點，本文使用了Verlet積分方法，在速度和計算穩(wěn)定性方面有了較大的提高。在碰撞處理方面，本文對碰撞模型做了進一步的簡化，只考慮了“頂點-三角形”、“邊-邊”這兩類在織物仿真中大量出現(xiàn)的碰撞，有效