剛體破碎特效實(shí)時(shí)模擬技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)實(shí)世界中剛體破碎是一個(gè)混沌系統(tǒng)。剛體破碎特效模擬最終效果受材質(zhì)、受力點(diǎn)以及受力方向影響。材質(zhì)、受力點(diǎn)以及受力方向三者只要有一個(gè)變化,最終得到的破碎效果就完全不同。如果試圖憑借主觀推測(cè),幾乎不可能精確得破碎傳播方向以及碎片的運(yùn)動(dòng)情況?？陀^世界中物體運(yùn)動(dòng)很難用一個(gè)方程表示,因此給物體破碎精確模擬帶來了不小難度。物理世界看似自由、不固定,然而物體的破碎過程都遵循了某種物理規(guī)律。使用基于物理規(guī)律來模擬現(xiàn)實(shí)世界中物體破碎過程是一個(gè)非常復(fù)雜的過

2、程,其中涉及材料力學(xué)、數(shù)學(xué)以及計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)。這些讓研究者使用物理規(guī)律來模擬現(xiàn)實(shí)世界中物體破碎過程變得舉步維艱。
　　剛體破碎模擬在游戲和影視行業(yè)中運(yùn)用越來越廣泛。由于破碎的不可預(yù)測(cè)性,吸引了越來越多的研究人員進(jìn)入該領(lǐng)域。如何產(chǎn)生令人信服的破碎效果以及怎么更加真實(shí)地模擬碎片的運(yùn)動(dòng)效果,如何利用系統(tǒng)底層碰撞檢測(cè)系統(tǒng)來提高系統(tǒng)的可交互性都成為了破碎模擬系統(tǒng)的難點(diǎn)。因此如何真實(shí)的模擬剛體破碎是目前虛擬現(xiàn)實(shí)研究中的熱點(diǎn)問題。

3、　　本文在目前剛體破碎模擬方法基礎(chǔ)上,提出了預(yù)破碎和實(shí)時(shí)裂紋生成相結(jié)合的破碎模擬方法。該方法首先運(yùn)用3D Voronoi網(wǎng)格將模型分割為許多碎片,然后將碎片用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組合成一個(gè)完成模型。當(dāng)模型受到外力碰撞時(shí),根據(jù)碰撞信息將碎片從模型中分離出去,并對(duì)碎片進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬,同時(shí)采用多重紋理技術(shù)在模型表面生成破碎裂紋。本論文主要工作及取得的研究成果包括:
　　1.對(duì)可破碎模型進(jìn)行預(yù)分割處理,然后將預(yù)處理得到的碎片通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組合成一個(gè)完成