[發明專利]一種基于動態重構網格的布料仿真方法

在審

• 申請號: 201310475589.6
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103605823A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 賈慶軒;廖裕寧;宋荊洲;高欣
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及布料仿真中模型網格的重劃的方案。?

背景技術

布料仿真技術是虛擬現實的熱點研究方向，可以應用于數字城市、游戲和服裝等領域。在實際的模擬中，布料結構力學行為具有復雜的應力、應變關系，現有的布料仿真的計算模型只能是在給定約束條件下進行的有限近似。?

當布料織物模擬初始化時，質點的數量直接影響著仿真的效果和速度。質點過少時，模擬的效果就會比較粗糙，紋理貼圖的效果不夠細膩；而過多時，又將導致系統計算量的增加，模擬的速度將會變慢，達不到實時的要求。而在仿真中，一塊布料不可能每時每刻都保持平滑或者褶皺的狀態，必定是有的區域平滑，有的區域褶皺，而且區域的狀態還會隨著外界條件和時間而發生變化。?

對于布料仿真來說，我們希望仿真當中布料的模型有這些特點：網格足夠精細，能適應所附物體的曲率，布料附在表面時能夠表現出物體的幾何細節，但又不過細，以免發生不可接受的形變；當布料收到外力壓迫時，能夠表現出相應的彎曲；網格頂點的速度發生變化時，能夠保留動力學特性。因此，該區域的材料的曲率、所受壓強以及速度都會有所限制。給該區域添加這些屬性的時候，最好不是單獨地、平均地給每個頂點添加，而是通過計算整個面的參數，然后按面積大小，加權插值到每個頂點。如何動態地改變網格的大小與形狀，以適應附著物和外界條件的變化，是布料仿真的一個重要研究課題。?

發明內容

本發明的目的是實現一種動態地模型網格的大小與形狀，使布料適應附著物和外界條件的變化。?

本發明采用如下的技術方案：根據布料附著物的形狀、網格頂點的速度變化以及材料的拉伸強度，計算布料能夠適應外界條件所需的柔性，再計算網格能滿足柔性條件的最大邊長，最后用三種基本的網格重劃的操作：邊緣分割、邊緣翻轉、邊緣折疊來重劃三角形網格，使三角形的大小和形狀都符合要求。?

本發明的優點有：?

本發明中網格重劃后使布料在仿真中，平滑區域網格較粗，褶皺區域網格較細致，相比于全局均勻細分的方法，本方案在仿真精度上毫不遜色，仿真速度得到了很大的提升。?

附圖說明

圖1，邊緣分割；圖2，邊緣翻轉；圖3，邊緣折疊。圖1、圖2和圖3是本發明中網格?重劃的三種基本操作。?

圖4是本發明提出的算法流程示意圖。?

具體實施方式

假設當前網格的頂點i的坐標為為了方便表示，用表示

該面的曲率可以通過每個頂點的法線來估算。例如，頂點i和j的法線之間的差異如下所示：?