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《西北工业大学》 2000年
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关于真实感服装生成算法的研究

陈(日午)  
【摘要】: 在计算机上生成真实感的服装,是近十年来国际计算机图形学界的一个 重要研究方向,它在虚拟现实、计算机艺术、时装CAD软件、电子商务等 多方面有着广泛的应用前景。 在本篇论文中,我们对生成真实感服装进行了系统的研究,从建立布的 模型到合成真实感衣服,提出了一套完整的算法。 在建立布的模型时,我们采用了与布的真实结构非常类似的粒子系统作 为布的模型。该模型将布的经线和纬线的交叉点当做一个粒子,则整块布粒 就是由这些粒子组成的网格。在此基础上,根据布的变形情况,我们将布的 内部作用力归纳为弹性形变、弯曲和剪切三类。并推导出相应的能量函数来 描述这三种形变。 由于布的拉伸形变相对于弯曲和剪切形变而言具有很强的刚性,这样在 数值积分时就造成了“病态系统”。我们选用预条件共轭梯度法,采用解线 性方程组的方法,对衣服的运动方程进行数值积分,从而较好地解决了这个 问题,并提高了仿真的速度。 本文中,我们对衣服在运动时产生的自碰撞和衣服与刚体的碰撞,提出 了一种快速碰撞检测与修正算法,在碰撞检测阶段,通过采用包围盒与层次 结构模型结合的方法减少碰撞检测的次数。对于衣服与刚体的碰撞,我们把 多种碰撞形式归纳为一种点-面碰撞,从而把解线性方程组简化为代数运算; 对于衣服的自碰撞,我们将构成衣服的三角形的边界盒是否相交作为发生碰 撞的判断标准而不是对三角形本身进行检测,这样,我们就可以用简单的关 系比较运算来检测衣服的自碰撞。在碰撞修正阶段,通过采用预条件共轭梯 度法进行数值积分,将碰撞修正直接融合在数值积分过程中,提高了计算速 度。 最后,我们提出了一个生成真实感布纹理的算法,建立了一个人体模型, 编制了简单的服装设计软件,并手工合成了一套简单的衣服。
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