三維虛擬人頭發(fā)動(dòng)態(tài)仿真研究.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及計(jì)算機(jī)硬件性能的發(fā)展，計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的虛擬人在眾多領(lǐng)域正扮演著越來越重要的作用。頭發(fā)作為一種傳遞特性和感覺的媒介，對(duì)于虛擬人的真實(shí)感起著重要的作用。但是，頭發(fā)本身數(shù)量巨大、幾何性質(zhì)復(fù)雜，現(xiàn)有的頭發(fā)仿真算法往往不能同時(shí)滿足實(shí)時(shí)性和真實(shí)性。因此，虛擬人頭發(fā)仿真技術(shù)的研究有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容包括頭發(fā)建模、頭發(fā)渲染、碰撞檢測(cè)與響應(yīng)三部分。在頭發(fā)建模方面，在對(duì)3D頭部模型文件重繪的基礎(chǔ)上，利用重繪式拾取法

2、在頭皮層指定頭發(fā)生長(zhǎng)區(qū)域，并對(duì)單根發(fā)絲構(gòu)建質(zhì)點(diǎn)-彈簧模型。再根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的受力情況，采用動(dòng)態(tài)跟蹤控制點(diǎn)算法對(duì)發(fā)絲進(jìn)行變形計(jì)算，并通過一種基于跟蹤控制點(diǎn)思想的快速插值算法生成其他的發(fā)絲。在頭發(fā)渲染方面，使用Marschner光照模型對(duì)環(huán)境光進(jìn)行模擬，并基于陰影圖算法和深度不透明陰影圖算法對(duì)頭發(fā)進(jìn)行自陰影計(jì)算。同時(shí)，對(duì)頭發(fā)進(jìn)行半透明和抗鋸齒處理，增強(qiáng)頭發(fā)渲染的真實(shí)感。在碰撞檢測(cè)與響應(yīng)方面，通過對(duì)人體構(gòu)造k-DOPs層次包圍盒來處理頭發(fā)與人體間的