导　　师： 罗笑南

学科专业： H1203

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 中山大学

摘　　要： 该论文主要研究柔性织物动态仿真中的算法以及碰撞检测技术.对柔性织物的数学建模、运动微分方程的数值解法以及柔性织物的碰撞检测技术三个方面进行了深入的研究.柔性织物的数学建模,经历了几何模型、物理模型、混合模型等重要的建模方式.在该论文中,我们在基于物理特性的弹簧-质点模型的基础上,做了适当而有效的改进,形成了改进的弹簧-质点模型.改进的弹簧-质点模型除了具有经典弹簧-质点模型简单易用、计算效率高的优点外,更能够体现出各种布料质地之间的细微差别,能够更加真实的对柔性织物进行动态仿真.如何求解柔性织物曲面空间运动形变的微分方程,是一个非常重要地问题,它直接导致了是否能够对柔性织物进行实时、高精度的仿真,是实现柔性织物计算机仿真的技术关键.我们提出了自适应龙格-库塔方法的解决方案,解决了显式方法、隐式方法不能够自动调整步长的缺点,该方法能够较好的对要求的精度进行控制,并能够自动调整时间步长,是一种实现高精度仿真的理想方法.在柔性织物动态仿真过程中,碰撞检测起到决定性的作用.按轴排列包围盒(AABB)的精度很低,方向包围盒(OBB)不适合柔性织物这样的软体对象,于是我们采用了基于固定方向凸包(FDH)的碰撞检测方法.固定方向凸包继承了按轴排列包围盒方法的快速、简单、容易实现的优点,同时大大提高了碰撞检测的精度,达到了良好的仿真效果.最后我们采用面向对象的程序设计方法,在VC++环境下嵌入OPENGL技术,建立了功能性三维服装CAD试衣系统,实现了对柔性织物的动态仿真.

关 键 词： 计算机仿真 改进的弹簧 质点模型 自适应龙格 库塔方法 碰撞检测 固定方向凸包

分 类 号： [TS101.8 TP391.9]

领　　域： [轻工技术与工程] [轻工技术与工程] [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术]