1.基于等几何弹簧质点模型的布料动态仿真方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤1、基于弹簧‑质点模型将布料面片离散成一个个质点,质点与质点之间用三类弹簧相连,构建出布料的物理分析模型;其中,结构弹簧连接经向或纬向上相邻的两个质点;
剪切弹簧连接位于对角线上相邻的两个质点;弯曲弹簧连接在经向或纬向上中间间隔有一个质点的两个质点;
步骤2、布料动态仿真过程中,将时间离散化为td,时间间隔为Δt,时间序列下标d=0,
1,2...,n,对布料的质点进行受力分析,并采用显示欧拉法求解动力学方程组,计算出质点下一时刻的速度和位移;每次计算得到各质点在时刻td+Δt的位移后,对与发生超弹性现象的弹簧相连的质点进行位置修正和速度约束;
步骤3、分别构建布料和碰撞物的AABB层次包围体结构,通过构建出的AABB层次包围体结构进行碰撞检测,检测到发生碰撞时进行碰撞响应,否则直接进入步骤4;碰撞响应后进入步骤4;碰撞响应过程如下:当检测到发生碰撞时,如果布料发生碰撞的质点已经穿透到碰撞物中,那么将该发生穿透的质点上一时刻的位置赋值给该发生穿透的质点,从而将该发生穿透的质点位置调整至碰撞物表面;如果布料发生碰撞的质点未穿透到碰撞物中,则该发生碰撞的质点位置不做调整;
步骤4、首先,由Bernstein基函数和控制点定义布料的张量积Bézier曲面模型;然后,将弹簧‑质点模型中质点的位置投射到张量积Bézier曲面的控制顶点上,布料面片便用张量积Bézier曲面进行动态表达和模拟。
2.根据权利要求1所述的基于等几何弹簧质点模型的布料动态仿真方法,其特征在于:
步骤2中,对与发生超弹性现象的弹簧相连的质点进行位置修正和速度约束时,首先进行位置修正,具体为:遍历与该质点相连的所有弹簧的伸长量是否在各弹簧原长的0.95~1.05倍之间,若超过则对与该质点相连的所有弹簧中最长或者最短的那根弹簧进行调整,调整方法是将该质点沿该弹簧方向移动至该弹簧形变为原长的0.95~1.05倍之间;然后对该质点的速度进行约束,具体为:先对该质点的速度进行矢量分解,将沿弹簧形变方向的速度分量设为零,而与弹簧形变方向垂直的速度分量减小至原来的0.8倍。
3.根据权利要求1所述的基于等几何弹簧质点模型的布料动态仿真方法,其特征在于:
步骤3中,碰撞检测过程为检测布料AABB层次包围体结构与碰撞物AABB层次包围体结构是否发生相交。