资源描述：
《基于弹簧质点模型的织物变形仿真技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第4卷第3期江南大学学报(自然科学版)Vol.4No.32005年6月JournalofSouthernYangtzeUniversity(NaturalScienceEdition)Jun.2005文章编号:1671-7147(2005)03-0261-05基于弹簧质点模型的织物变形仿真技术3余昌盛,许力(浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027)摘要:讨论了一种基于弹簧质点模型的织物变形仿真技术,并提出了一种变形约束技术.在建立弹簧质点模型的基础上,通过受力分析得到织物变形的动力学方程,采用Runge2Kutt
2、a算法结合变形约束求解其方程,实现了织物变形仿真.用很少的运算时间取得了满意的仿真结果,证明了本弹簧质点模型的实时性.关键词:织物变形仿真;物理建模;弹簧质点模型;变形约束中图分类号:TP23文献标识码:ASimulationTechnologyofClothModelingBasedonMassSpringModel3YUChang2sheng,XULi(CollegeofElectricalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:T
3、hepaperpresentsthesimulationtechnologyofclothmodelingbasedonmassspringmodel.Anewmethodondeformationconstrainttoavoidsuper2elasticeffectisproposed.Aclothobjectisapproximatedtoadeformablesurfacecomposedofanetworkofmassesandsprings,themovementofwhichisevaluatedusi
4、ngthenumericalintegrationofthefundamentallawofdynamics.TheequationresultsareobtainedusingRunge2Kuttaalgorithmwithstrainrestrictioncondition.Thepapershowsgoodsimulationresultwithlittlerun2timeandthegoodpracticabilityofmassspringmodel.Keywords:clothmodeling;physi
5、callybasedmodeling;mass2springmodel;deformationconstrain在计算机上有效且逼真地实现织物的运动和的织物形变各不相同,这给织物变形仿真带来了很形变一直是计算机图形学和计算机辅助设计领域大的困难.目前,研究者主要从简单的织物运动形的一个具有挑战性的课题.织物运动和形变的计算式出发,提出了很多织物变形仿真可行的模型与方机仿真又称织物变形仿真(clothmodeling),其研究法.按织物结构模拟形式的不同,可将纺织变形仿[1][1～5]内容包括静态织物和动态织物的变形仿
6、真:前者真技术分为离散质点型与连续介质型两大类.研究织物在静态时的形状模拟;后者研究织物在运弹簧质点模型结构简单易用、算法容易实现且计算动时的形状模拟.织物作为一种柔性体,在外力作效率较高,故得以广泛应用.文中研究了利用弹簧用下,织物会产生很大的形变;不同材料、织造方法质点模型实现织物变形仿真技术,提出了仿真模收稿日期:2004-05-21;修订日期:2004-12-03.作者简介:余昌盛(1979-),男,浙江宁波人,控制理论与控制工程专业硕士研究生.3通讯联系人:许力(1964-),男,浙江杭州人,教授,硕士生导
7、师.主要从事智能控制、纺织自动化的研究.Email:xupower@zju.edu.cn262江南大学学报(自然科学版)第4卷型,并将该织物变形仿真技术应用于实际的织物动弹簧,剪切弹簧提供给织物一个剪切刚力,用以模画仿真软件中.拟织物平面的平滑过渡.为了得到织物的运动过程以及最终的悬垂状1.2工作流程态,必须求解织物力学模型的动力学方程,该方程根据以上弹簧质点连接方式,织物变形仿真的是一个非线性二阶常微分方程组.微分方程解的惟实质是确定屏幕每一帧各质点的位置信息.质点的一性可通过对该方程附加一些约束条件获得,不同位置
8、受织物内部弹簧的弹性力和织物外部受力(如的约束条件导致不同的求解方法.文中通过对方程重力、风力以及发生碰撞时与碰撞物之间的相互作的解赋予初始值(即对质点运动方程给定位移及其用力)等影响,确定屏幕每一帧各质点的位置、速度速度的初始值),以保证解的惟一性.等信息的工作流程如图3表示.1弹簧质点模型1.1弹簧质点模型描述XProvot建立的弹簧质点模
