自适应网格揉皱薄片的撕裂模拟.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论网格插皱簿片的抽论立题目裂模拟蒋琦琦作者姓名计算教学学科专、周世哲到教梭异师姓名二〇一五年四月完成时间硕士学位论文自适应网格揉皱薄片的撕裂模拟作者姓名蒋琦琦学科专业计算机图形学导师姓名周世哲副教授完成时间二〇一五年四月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeAdaptiveTearingofCrumpledThinSheetsAuthor:QiqiJiangSpe

2、ciality:ComputerGraphicsSupervisor:AssociateProf.ShizheZhouFinishedTime:April,2015中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：签字曰期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使

3、用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。□公开口保密年作者签名导师签名：签字日期：‘、签字日期：摘要摘要撕裂纸张是一种常见的自然现象，也是薄片形变模拟算法中的一种重要应用。传统方法没有研究被揉皱的纸张的撕裂现象。为了解决该问题，我们的算法使用揉皱张量场模型作为撕裂形变模拟的输入数据来引导裂缝

4、的生长，在每一步迭代中准确的更新一个反应薄片内各点处物理度量的张量场并执行动态的重网格化，制作出了真实的纸张裂缝与三维褶皱效果。该算法能在数秒内得到最终模拟结果。实验证明我们的算法可以逼真的生成揉皱纸张受到外力作用下的撕裂效果。关键词：纸张撕裂模拟，纸片褶皱，动态自适应重网格化ABSTRACTABSTRACTTearingpaperisaubiquitousdaily-lifephenomenon.Simulatingthiseffectisanimportantapplicationofthinsheetdeformation.Existing

5、approachesonlyresearchthecrackingefectonnormalflatpaper.Ourworkaimsatphysicallysimulatingtearingpapersthathavebeencrumpledbyexternalforces.Toachievethisefect，目录目录录表格索弓丨插图索引算法索引第一章绪论选题背景和意义国内外研宄现状动态模拟塑性形变和折叠动态网格重划分破碎和撕裂本文主要工作文章结构第二章自适应薄片的揉皱模型算法简介弹性塑性模型网格重划分组合尺寸项重划分之后的顶点位置调整第三章

6、自适应薄片的撕裂模型算法简介模拟循环弹性模型撕裂模型裂痕传播网格重划分尺寸预测目录网格重划分操作初始状态的位置塑性性质世界坐标第四章自适应网格揉皱薄片的撕裂模拟引言算法概述模拟过程揉皱撕裂模型揉皱模型撕裂模型网格重划分第五章算法的实现网格数据结构模拟循环网格重划分撕裂操作第六章结果与讨论结果性能讨论参考文献在读期间发表的学术论文与取得的研宄成果表格索引表格索引各个场景的撕裂性能。计时使用的是帧花费的时间，物理过程包括物理更新，碰撞检测，几何过程包括网格重划分以及撕裂。模拟使用的是一台使用频率的笔记本。插图索引插图索引这些柱面有着相同的折弯刚度，从

7、上到下展示了完全弹性的材料，有塑性没有衰减因子，有衰减有塑性的材料在揉皱过程中不同的表现从左向右，分别是参数空间（平面上，塑性嵌入和世界空间中的网格，最左边的参数空间中，每个面的颜色是按照塑性张量的迹来才示图中红色的直线代表分割平面，分割平面的法向量标记为，分割平面将顶点周围的邻域分割为两个部分，最左边的部分表示在连续的情况下，分割平面一侧的牵引可以用路径积分来计算，积分路径是圆弧被分割平面切割后的一半。中间的一张图表示在离散的情况下，分割平面的牵引可以用离散的方法求取几段路径上的积分的喝，或者直接使用每一个以中心顶点为中心的半径的法向来和力的内

8、积来代替积分。最后一张图显示了在裂缝传播的尖峰处，此时圆盘已经有过一个幵口，这个时候的和是从分割平面的部分取到之前裂隙的一个边上图中⑷显