[發明專利]一種布料形變實時模擬方法

在審

• 申請號: 202010539103.0
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111651894A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京中科深智科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T13/00;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種布料形變實時模擬方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，將布料參數初始化，并建立布料的質點彈簧模型；

步驟S2，對所述布料的內部力和外部力進行受力計算；

步驟S3，根據質點運動方程進行數值積分，求解得到所述布料上的各所述質點的位置；

步驟S4，通過約束彈簧拉伸更新所述質點的位置；

步驟S5，檢測是否有阻礙所述質點運動的障礙物，

若是，則結合障礙物碰撞情況動態更新所述質點的運動位置；

若否，則按照動態質點修正法動態更新所述質點的運動位置；

步驟S6，判斷布料形變模擬過程是否結束，

若是，則退出布料形變模擬過程；

若否，則返回所述步驟S2。

2.如權利要求1所述的布料形變實時模擬方法，其特征在于，所述質點彈簧模型為基于四邊形網格的質點彈簧模型或基于三角形網格的質點彈簧模型。

3.如權利要求1所述的布料形變實時模擬方法，其特征在于，所述步驟S2中，通過以下公式計算所述布料的所述內部力：

上式中，F_intertal(i)表示所述布料的所述內部力，所述內部力包括所述布料的彈性力和所述布料的彈簧內部的阻尼力

j是與質點i相連的質點；

為質點i與質點j間的彈簧剛度；

為質點i與質點j間的阻尼系數；

質點i和質點j在所述布料上的位置分別為x_i和x_j；

質點i和質點j的位移速度分別為v_i和v_j；

質點i和質點j兩質點間的彈簧原長為

為質點i到質點j的單位向量。

4.如權利要求1所述的布料形變實時模擬方法，其特征在于，所述布料的所述外部力包括重力、風力、外部阻尼力或用戶虛擬力中的任意一種或多種。

5.如權利要求4所述的布料形變實時模擬方法，其特征在于，所述布料上的每個所述質點所受重力F_gravity通過以下公式計算：

F_gravity＝mg＝Mg/n

上式中，M為所述布料的總質量；

g為重力加速度；

n為所述布料上的所述質點的數量。

6.如權利要求4所述的布料形變實時模擬方法，其特征在于，當所述質點彈簧模型為基于四邊形網格的質點彈簧模型時，作用在所述布料上的所述風力可通過以下方法計算而得：

將所述布料上的每個四邊形網格分解為兩個三角面片；

通過以下公式計算作用在每個所述三角面片上的所述風力；

F_wind＝C_wind[(V_wind-V_triangle)×Normal]Normal

上式中，C_wind為作用在所述三角面片上的所述風力的阻尼系數；

Normal是所述三角面片的單位法向量；

V_wind為作用在所述三角面片上的風速；

V_triangle為所述三角面片的運動速度。

7.如權利要求4所述的布料形變實時模擬方法，其特征在于，所述布料的所述外部阻尼力通過以下公式計算而得：

上式中，F_damp表示質點j施加給質點i的總阻尼力；

C_damp為阻尼系數；

v_i表示質點i的運動速度；

v_j表示質點j的運動速度；

R表示與質點i相連的彈簧的集合。