基于混合方法的柔性材料建模的研究与实现

摘要

该文通过对柔性材料的建模及算法的研究,为人体模型及人体着装的进一步研究做出了积极而有效的贡献,得到了陕西省自然科学基金(000X002)的支持.布料模型通常分为三种(1)几何模型(2)物理模型(3)混合模型.几何模型具有建模速度快的优点,但是不能产生精确的动态效果.物理模型可得到精确的动态效果,但比较耗时.目前的混合模型可以在几何和物理模型的基础上,在较短时间内达到动态的建模效果,但没有考虑到各个运动状态的连续型.因此,该文针对上述问题,从布料的组成,纺织结构,受力情况,环境作用出发,充分考虑到布料的几何、物理(其中包括受力,能量)特性,并在此基础上对放置在桌面上的布料进行受力分析,运动分析和能量分析.在此基础上进行实验,建模,并提出了三种自动的三角网格剖分算法,以及新的冲突检测算法.通过这项工作,基本解决了上述模型实时性差的问题.在微机上实现了对桌布的动态模拟,减少了运算时间.达到了动态模拟的精确性和实时性的统一.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1概述

§1.1.1布料模拟的基本特点

§1.1.2布料建模的基本方法

§1.2柔性物体模拟的发展现状

§1.3柔性物体模拟存在的问题

§1.4柔性物体模拟的发展方向

§1.5柔性物体模拟的背景

§1.6本文的工作

第二章几何模型的建立

§2.1几何模型的理论基础

§2.2传统的三角网格划分

§2.3一种新的三角网格剖分方法

第三章物理模型的建立

§3.1物理模型的产生

§3.2布料的受力分析

§3.3冲突检测

§3.4冲突处理

§3.5布料的运动分析

第四章模拟实现

§4.1算法描述

§4.2算法流程

§4.3过程实现

§4.3.1 OpenGL简介

§4.3.2基础设置

§4.4多线程的处理

§4.4.1多线程简介

§4.4.2多线程实现

第五章结论

§5.1模拟效果

§5.2模拟结果分析

§5.3模型、算法总结

第六章对柔性物体的进一步研究

§6.1摩擦力的模型与分析

§6.2柔性物体的无缝连接

结束语

致谢

参考文献

附录A OpenGL的基本思想