[发明专利]一种分类应变限制的动态服装仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形学技术领域，尤其涉及到计算机服装仿真技术领域。

背景技术

动态服装仿真已成为当今虚拟现实领域的热点和难点问题之一，真实，高效的服装仿真可以让虚拟角色更加栩栩如生，使其具有强烈的三维视觉效果。3D电影阿凡达中纳美族公主，热门网游魔兽世界中可爱的精灵，QQ聊天软件中人物的服装秀，还有各种动画中的人物，虚拟导游都需要有漂亮合体的服装。而在三维虚拟服装商城中，顾客也可以通过将挑好的虚拟服装穿在模特身上直观的获得三维动态效果，使人们不用上街也能体会到逛街试衣的乐趣。

目前基于物理的仿真方法是动态服装仿真的主流，因为该方法有着极强的真实视觉效果，并且在实时性上也可以满足人们的需求。物理仿真方法中最常用的模型是质点-弹簧模型，该模型的详细细节可以参考文献1：Provot X.Deformation Constraints in a Mass-Spring Model to Describe Rigid Cloth Behavior，Graphics Interface，Citeseer，1996.147-154和文献2：Provot X.Collision and Self-Collision Handling in Cloth Model Dedicated to Design Garments，Graphics Interface，Citeseer，1997，177-189。但是质点-弹簧模型会出现服装衣片拉伸过度和来回振荡的情况，所以服装衣片形变控制处理是关系到服装仿真效果的一个关键环节。在服装仿真发展的近20年中，出现了各种各样的形变处理方法。从处理方法的本质上可分为基于额外阻尼力的动态服装仿真和基于应变限制的动态服装仿真。

基于额外阻尼力的服装仿真分为两类，一类是显式的使用额外阻尼力改变服装衣片质点所受合力的大小。另一类是将阻尼力作为限定条件包含在仿真的隐式积分系统中，在解该系统时隐式的发挥限制作用。文献3：Seungwoo O，Ahn J Y，Wohn K Y.Low damped cloth simulation.Visual Computer，2006，22(2)：70-79采用了这种方法。通过额外阻尼力可以消除形变过度和振荡的问题，但是同样也会造成了明显的人工痕迹，比如服装形变过程中产生的明显粘滞感，服装衣片在人体表面悬浮，这些缺陷都会使服装贴身状态的仿真不可实现，大大破坏了服装仿真的真实感。在电影和虚拟试衣等对服装真实感有高要求的地方，使用额外阻尼力会影响用户的视觉体验。发明专利公开号(CN)为101140663A的发明未考虑物理方法的动态服装仿真中质点可能会产生振荡和形变过度的问题。