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虚拟穿衣中织物模型的建立和碰撞检测的处理
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摘 要:结合实现静态虚拟穿衣中的实际问题,详细地介绍了基于弹簧质点模型的织物变形模型和基于ＡＡＢＢ层次包围盒的碰撞检测算法。借助层次空间分解法的思想,将缝合衣片的相对位置同人模自身的结构信息相结合,灵活地构造人模ＡＡＢＢ树,减少了不相交元素的碰撞检测次数,从而提高了算法的效率。最后还给出了实现整个虚拟穿衣过程的具体步骤。关键词:织物变形仿真;弹簧质点模型;碰撞检测;空间分解法;层次包围盒法;显式欧拉方法
1 前言随着计算机技术和人类社会经济的发展,对于纺织服装业ＣＡＤ/ＣＡＭ的应用要求也越来越高,二维服装ＣＡＤ系统已经不能满足要求,人们迫切希望借助计算机完成一些更加实用的三维功能。若能直接将二维服装ＣＡＤ系统设计的衣片,在计算机上真实地模拟出穿在人体上的效果,便可以帮助设计师直接在计算机上进行着装效果检查、服装裁剪片缝合检查等工作。这样就可大大提高服装从设计阶段到生产阶段间的效率,具有非常重要的实用价值。要通过计算机实现这一功能,有两个关键的问题必须解决:1)建立合适的织物变形模型;2)选择高效而实用的碰撞检测算法。
研究织物变形仿真的方法通常分为三类:几何的、物理的和混合的(几何和物理方法的混合)。纯几何的造型方法很难反映织物的物理特性,因此基于物理的方法研究,近年来已占据了主导地位。在织物变形物理仿真模型中[1],按比拟织物结构的方式又可分为两大类:1)离散质点型模型:比较典型的有Ｆｅｙｎｍａ等建立的质点网格模型、Ｂｒｅｅｎ等建立的粒子模型和ＸＰｒｏｖｏｔ等建立的弹簧质点模型;2)连续介质型模型:比较典型的有Ｔｅｒｚｏｐｏｕｌｏｓ等建立的弹性变型模型、Ｌｉｌｉｎｇ等建立的空气动力模型、Ａｏｎｏ建立的波传播模型、Ｃｏｌｌｉｅｒ等建立的有限元模型等。
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