织物物理模拟与三维服装实时仿真技术.docx

文章编号 :025329721 (2008) 0720 文章编号 :025329721 (2008) 0720076207 织物物理模拟与三维服装实时仿真技术 杨1 ,2 , 孙守迁1 , 徐爱国1 柳 (1. 浙江大学 计算机科学与技术学院 ,浙江 杭州 310027 ; 2. 浙江科技学院 信息与电子工程学院 ,浙江 杭州 310023) 摘 要 针对织物物理建模的计算效率和稳定性问题 ,提出基于约束的织物质点弹簧模型 。以简单几何实体球和 圆柱为例 ,说明处理织物可变形体与环境对象碰撞的总体策略 ,结合实体碰撞对物理模拟流程进行总结性描述 。 实验结果表明 ,该建模方法相对于织物的几何复杂度有接近线性的计算效率 ,因此很适合于实时仿真环境 。将上 述研究成果集成应用到三维服装仿真环境中 ,给出了验证实例 。 关键词 织物 ; 物理模拟 ; 碰撞检测 ; 三维服装仿真 中图分类号 : TS 941. 26 文献标识码 :A Cloth physical modeling and 32D garment real2time simulation L IU Yang1 ,2 , SUN Shouqian1 , XU Aiguo1 (1. College of Computer Science and Technology , Zhejiang University , Hangzhou , Zhejiang 310027 , China ; 2. School of Inf ormation and Electronic Engineering , Zhejiang University of Science and Technology , Hangzhou , Zhejiang 310023 , China) Abstract For computational efficiency and stability of cloth physical modeling , proposed a cloth mass2spring model based on constraint . Taking geometry sphere and cylinder as examples , the paper explains the whole strategy which is used to deal with cloth deformable bodies colliding with environment object . The procedure of physically based simulation is described. The experimental results reveal that the computed data according to the model is very close to the actual values in spite of the complexity of the cloth geometry and it is suitable for real2time simulation. The above research results are applied to 32D garment simulation environment , and examples are presented. Key words cloth ; physically based simulation ; collision detection ; 32D garment simulation 基于物理的三维服装仿真是虚拟现实和计算机 图形学领域的研究热点之一 ,作为三维服装 CAD 系 统集成的核心部分 ,它可以有效克服传统二维 CAD 从前期设计到后期造型存在的一系列直观性差和效 率低的缺陷 。此外 ,实现三维人体着装的动静态模 拟 ,让设计师和客户在计算机屏幕前直接从各个方 向和角度观看穿着效果 ,并通过实时交互对服装的 款式或尺码进行选择和修改 ,这些功能无疑会有更 广泛的应用前景 ,例如基于互联网的服装个性化订 制 、产品销售和虚拟展示等等 。然而 ,服装物理仿真 通常计算量庞大 ,如何在低端硬件平台或交互式环 境(例如普通 PC 或视频游戏) 进行高质量模拟是一 个新的挑战 。本文关注的焦点是三维服装仿真 ,以 物理模拟方法为主 ,而对真实感和实时性的取舍 ,更 侧重于后者 。 织物物理建模 1 三维服装实时仿真中 ,织物建模是非常重要的 研究课题 。对织物建模的尝试源于 1