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《基于physx物理引擎的布料仿真技术的研究与实现》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29卷第12期计算机应用Vo.l29No.122009年12月JournalofComputerApplicationsDec.2009文章编号:1001-9081(2009)12-3445-04基于PhysX物理引擎的布料仿真技术的研究与实现苏新新,李学庆,祁斌(山东大学计算机科学与技术学院,济南250001)(hotsxx23@hotmai.lcom)摘要:运用布料仿真技术中的物理方法来实现对布料印制效果的三维展示。首先对布料建立弹簧质点模型,分析弹簧质点模型的受力状况,以牛顿第二定律作为理论基础,用PhysX物理引擎中的模拟函数模拟
2、布料的运动,并解决了仿真中与刚体的碰撞问题与布料自身的碰撞问题。最后通过生成多个仿真效果和加入多种交互功能,构建了适用于印花图案设计产品的虚拟展厅。关键词:布料仿真;弹簧质点模型;PhysX物理引擎;碰撞检测中图分类号:TP391文献标志码:AResearchandimplementationofclothsimulationalgorithmbasedonPhysXphysicsengineSUXinxin,LIXueqing,QIBin(SchoolofComputerScienceandTechnology,ShandongUniver
3、sity,JinanShandong250001,China)Abstract:Thisarticledescribedaphysicallybasedclothsimulationalgorithmtoshowtheclothpatterns3Deffect.Firstthemassspringmodelwascreatedandtheforceonthemodelwasanalyzed.ThenbasedontheNewtonsSecondLaw,theclothsmovementwassimulatedbyPhysXSDK.Furthe
4、rmore,whentheclothcollidedwiththerigidbodiesintheenvironmentandtheclothcollidedwithitsel,fthecollisiontechnologyinPhysXwasused.Finally,severalsimulationswereimplementedandsomeinteractivefunctionswereaddedtosetupthevirtualhallapplicabletopatterndesign.Keywords:clothsimulation;mas
5、sspringmode;lPhysXphysicsengine;collisiondetection本文使用物理方法对布料进行建模,从而实现布料的三0引言维仿真展示。近年来,布料仿真技术已经越来越成为计算机图形学领1解决思路域研究的热点。布料仿真技术从布料建模的角度可以分为三类:基于几何的方法、基于物理的方法、混合方法。基于几何本文首先对布料建立弹簧质点模型,然后设置时间步的方法不考虑布料的物理特性,而是从布料的外观上进行模长,并分析在每个步长内所有质点的受力情况,根据牛顿第二拟,如布料的扭曲、褶皱等表面特征。几何方法也是最早提出定律运用Phy
6、sX中的相关模拟函数,在每个步长内更新质点[1]的布料仿真方法,对于用户的参与性和交互性要求较高。的位置和速度,模拟布料在受力情况下的运动状态。当布料基于物理的方法提供了较高的实时性和简易的建模方法,该与场景中的刚体发生碰撞时,进行碰撞检测并做出响应。同方法主要考虑布料的质量、拉伸、摩擦系数和弹性系数等物理时使用OpenGL中的纹理映射函数,把已有的图案映射到弹特性,把整块布料看作是厚度为0的空间曲面,将布料按照经簧质点模型上,从而实现仿真。图1为系统的流程图。向和纬向划分为若干单元,假定每个单元质量相同,并认为布2PhysX物理引擎简介料的所有质
7、量都浓缩到这些单元上,称为质点,质点之间有一根模拟的弹簧相连,这样便对布料建立起了弹簧质点模型。所谓物理引擎,简单地说就是计算三维场景中,物体与场通过根据弹簧质点模型的受力情况解其相应的运动学方景之间,物体与角色之间、物体与物体之间的运动交互和力学程,就得到每个时刻质点的速度和位移变化,从而实现对布料特性。它将物理运动定律引入到虚拟场景中,使得交互性和[2-4]的实时性模拟。混合方法是对几何方法和物理方法的综互动性大大增强。[5]本文所研究的布料仿真,是基于物理方法的布料仿真,从合应用。本文从项目需求出发,将布料仿真技术应用于印染行业,建模到模拟动
8、态过程,从本质讲,都是一种物理现象。尤其在实现了产品展示。该系统力求对印花图案进行三维仿真模布
