基于物理模型的交互式服装实时动画

提出了一种用于实现基于物理模型的交互式服装实时动画的方法。由于基于物理的服装模型本身与碰撞检测涉及大量的计算,因此随人体运动的交互式服装实时动画一直是一个具有挑战性的课题。为了提高模拟性能,首先简化经典的“质点-弹簧”模型,并利用“半刚性-复杂摆”模型经向与纬向约束分开计算的优点;其次,在服装与人体之间的碰撞检测采用椭圆包围盒的检测方法,并根据碰撞检测本身存在的局部性,通过时间与空间相关性来加速。实验结果证明,本文方法与传统的方法相比,大量减少了计算,完全可以实现随人体运动的交互式服装实时动画。     

交互式服装实时动画的研究与实现

提出了一种基于物理模型且与人体模型相结合的交互式服装实时动画的方法.在以往的研究中,人们提出了许多的交互式服装运动的方法,但这些方法的一个主要缺点是复杂高、计算效率低,无法满足实时交互式服装设计与动画的要求.文中提出的方法首先根据服装本身的物理特性,通过减少弹簧的类型来简化"质点-弹簧"模型;其次,利用"半刚性复杂摆"模型经向与纬向约束分开计算的优点;最后,根据服装与人体模型之间碰撞检测存在的局部性,通过时间与空间相关性来加速碰撞检测.因此大大减少了计算,确保了稳定性;运用跨平台语言java3D实现了与人体模型相结合的交互式服装的实时动画,并且可直接通过IE浏览器应用于电子商务与服装三维虚拟展示,达到了理想的实验结果.     

服装动画中一种新的三维模型的建立方法

提出了一种交互式服装实时动画中新的三维模型的建立方法.在分析当前织物的两套物理模型优缺点的基础上,结合这两个模型的优点,提出了这两种模型相结合的模型.提出的方法根据服装的物理特性,采用简化的"质点-弹簧"模型,同时又充分利用"半刚性复杂摆"模型经向和纬向约束分离的优点.实验证明,该方法减少了计算,确保了稳定性,可实现随人体运动的交互式服装实时动画;并且采用Java3D编程实现,从而可直接通过IE浏览器应用于电子商务.     

基于物理模型的烟雾实时模拟

本文提出了一种基于物理模型的烟雾的实时数值模拟方法.真实感和实时性是计算机图形学追求的两个目标.传统的动画技术生成的物体运动是虚拟的,并不能完全反映物体的真实运动.与传统的动画技术相比,基于物理的动画更能表现运动的真实性.在用非粘性不可压欧拉方程表示烟雾的物理模型的基础上,利用破开算子法将其分解成外力项、对流项和投影项分别进行求解,每一步都稳定,因而整个求解也就稳定.求解过程的稳定性保证了模拟可以用大时间步长,也就保证了模拟的实时性.与传统的方法相比,能同时满足计算机图形学的真实感和实时性要求.     

一种采用物理模型的实时溃坝动画算法

溃坝水波是一种包含大梯度间断的水流运动,既包含整体的水波运动,又必然夹杂着大量分散的水花.本文采用一种基于物理模型的方法模拟溃坝水波,把溃坝过程看作是含间断波的二维浅水流运动.采用无结构网格的有限体积法求解N-S方程,应用二阶的Reo-MUSCL格式,并采用了适当的限制器,使得我们的模型既不产生过大耗散,又具有较高分辨率.在真实感处理方面,加入了粒子系统以模拟溃坝过程中水花四溅的情形.实验结果表明:本文的方法能够真实有效地模拟溃坝水流的运动.     

基于物理的烟雾动画

基于物理的烟雾模拟中,需要求解Navier-Stokes偏微分方程组．通过量纲分析,简化了该方程．在求解对流项时采用半拉格朗日方法,为弥补该方法带来的数值耗散,引入了高阶精度紧致格式,在较粗的网格上亦可得到较高精度的导数值．实验结果表明：该算法效果比较真实,速度较快．     

关节动画人体动画基于物理模型的动画技术

在三维计算机动画中，把人体作为其中的角色一直是研究者感兴趣的目标，因而关节动画越来越成为人们致力解决的研究课题。在这一方面引人注目的早期工作从动画电影《TonydePeltrie》和《RendezvousaMontreal》可见一斑，而近期在这一方面的工作更是令人惊叹不已，如电影《终结者Ⅱ》、《保罗纪公园》。虽然计算机动画在广告、娱乐、教育、科学计算可视化和仿真等领域占据越来越重要的角色，人体和动物动画的许多问题仍未很好解决。人体具有200个以上的自由度和非常复杂的运动，人的形状不规则，人的肌肉随着人体的运动而变形，人的个性、…     

实时毛发建模和动画

提出了基于3D晶格的毛发机械模型和机械变形方法,表现毛发串的体行为,晶格被作为粒子系统采用数学计算变形.毛发机械模型被作为与晶格模型中的各单独头发串片段弹性相关的一系列线性黏弹性晶格弹簧定义.发型足以快速实时表现,同时保留了毛发的特定行为,获得足够的多样性模拟各种复杂发型.用多项式元球模型处理毛发和身体表面之间碰撞.毛发模型具有很高的实时性能和通用性,可达到准确性和计算速度之间的最佳折中.     

基于物理模型的实时喷泉水流运动模拟

本文基于流体动力学和粒子系统给出了一个模拟实时喷泉水流运动的方法。     

布料动画模拟综述

分析了近20年来布料动画技术的发展情况,对其中的基于物理模型布料模拟技术的框架作了比较详细的介绍,并分别从物理模型、数值方法的采用、碰撞检测和处理等方面对布料模拟技术的发展作了比较深入、全面的综述．     

一种基于混合模型的实时虚拟人服装动画方法

实时服装动画生成技术能够为三维虚拟角色实时地生成逼真的服装动态效果,在游戏娱乐、虚拟服装设计展示等领域有着广泛的应用前景.其难点在于如何建立服装动画计算模型,在实时计算的前提下获得最佳的服装动画生成效果.在对服装模型与人体模型在运动过程中发生的位置冲突(collision,也称碰撞)进行分析的基础上,研究并提出了一种基于混合模型的实时虚拟人服装动画计算模型.首先,根据服装动画样本数据中服装与人体发生位置冲突的信息,对服装与人体的运动相关性进行分析;在此基础上,提出并实现一种新的混合策略,将具有较好服装动态模拟效果的动力学计算模型与具有较高计算效率的几何变形方法进行混合,建立支持实时计算且效率可动态控制的服装动画计算模型.实验结果表明,该计算模型能够实时地生成具有较好视觉逼真性的服装动画.     

Graceful Degradation of Collision Handling in Physically Based Animation

Interactive simulation is made possible in many applications by simplifying or culling the finer details that would make real-time performance impossible. This paper examines detail simplification in the specific problem of collision handling for rigid body animation. We present an automated method for calculating consistent collision response at different levels of detail. The mechanism works closely with a system which uses a pre-computed hierarchical volume model for collision detection.     

Physically Based Deformable Models in Computer Graphics

Physically based deformable models have been widely embraced by the Computer Graphics community. Many problems outlined in a previous survey by Gibson and Mirtich have been addressed, thereby making these models interesting and useful for both offline and real‐time applications, such as motion pictures and video games. In this paper, we present the most significant contributions of the past decade, which produce such impressive and perceivably realistic animations and simulations: finite element/difference/volume methods, mass‐spring systems, mesh‐free methods, coupled particle systems and reduced deformable models‐based on modal analysis. For completeness, we also make a connection to the simulation of other continua, such as fluids, gases and melting objects. Since time integration is inherent to all simulated phenomena, the general notion of time discretization is treated separately, while specifics are left to the respective models. Finally, we discuss areas of application, such as elastoplastic deformation and fracture, cloth and hair animation, virtual surgery simulation, interactive entertainment and fluid/smoke animation, and also suggest areas for future research.     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

基于物理的流体运动模拟方法研究

提出了一种基于物理的流体运动模拟方法,同传统的模拟技术相比,基于物理的模拟更能表现真实感运动。选用的物理模型是完整的Navier-Stokes方程组,针对完整的Navier-Stokes方程组,利用破开算子法将模型分解成外力、对流、扩散和投影项分别进行计算。因为每一步都稳定,所以整个求解过程也稳定。因此可以用大时间步长来模拟流体运动。Navier-Stokes方程组保证了真实感,而此求解方法保证了效率。     

基于计算机动画的虚拟导游技术及其应用

基于虚拟现实技术的虚拟旅游正蓬勃发展,正如导游在旅游业的重要地位一样,虚拟导游也是虚拟旅游技术的重要组成部分。该文利用计算机人物建模和动画技术,实现了基于计算机动画的虚拟导游,有效地增强了虚拟旅游场景的趣味性和真实感。讨论了基于计算机动画的虚拟导游的关键技术,并将其应用于虚拟旅游系统,效果良好。     

The Art of Knitted Fabrics, Realistic & Physically Based Modelling of Knitted Patterns

In this paper we will present a system to use three dimensional computer graphics in garment design. This system is capable to visualize the "real", i.e. the physically correct, appearance of a knitted fabric. A fast visualization of a physically correct micro-structure garment is of crucial importance in textile industry, since it enables fast and less expensive product development. This system may be either used in the design of new products or teaching the art of knitted fabrics.
We use in our system directly the produced machine-code of the design system for knitting machines. A physical model, a particle system, is used to calculate the dynamics of the micro-structure of the knitted garment.     

基于物理的流体模拟动画综述

基于物理的流体模拟近年来成为计算机动画领域的一个研究热点.回顾了该领域中基于物理的流体模拟的发展情况,总结了该研究方向所采用的各类方法,并结合各种现象的特点分门别类地详细展开.其方法总体上可以分为欧拉法和拉格朗日法,涉及的现象包括烟雾、火焰、爆炸、波浪、气泡以及自由运动界面等.最后展望了未来发展的3个重点：细节策略、加速策略和控制策略,以使整个模拟能够更好地满足人们对真实感、实时性以及灵活性的需求.     

基于物理仿真的布料动画研究综述

随着计算机图形技术的发展,布料动画成为3D游戏和动画电影相关领域研究者共同关心和研究的课题,并呈现蓬勃发展的趋势.布料动画的主要目标是表现布料丰富的运动细节,获得细腻、逼真的动画效果,可广泛应用于游戏、动画和虚拟现实等众多领域.论述了国内外基于物理仿真的布料动画建模的研究现状,总结了基于物理仿真的布料动画基本理论和方法.通过对近年来该领域相关文献的分析和归纳,发现其中存在的优缺点和相互间的联系,力图为3D游戏和动画中布料动画仿真技术的研究提供系统的思路.