[发明专利]一种网状结构的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真方法，尤其涉及一种网状结构的仿真方法。

背景技术

术语解释：

网状结构：具有网络状的，由柔性材质编织的结构

物理仿真：以物理性质和几何形状相似为基础，其他性质不变的仿真。

约束：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。

织物仿真常指对柔性纺织品静态和动态以及着装效果和性能的计算机模拟。二维织物的材料属性与织法结构的仿真显示研究较为普遍，而三维织物的材料属性与织法结构的仿真显示研究在国内外则刚起步。主要以有限元等迭代算法为主，该方法能达到一定的仿真效果，但计算量大是这些算法的不足。纺织学界对织物风格仿真的研究较早，计算机图形学界对此的研究则始于上世纪八十年代中期，标志性的文献是由Weil Jerry提出一种悬挂的三维织物在受到一定约束时的三维效果描述。目前织物真实感模型算法主要是围绕光照处理和纹理映射，产生褶皱、悬垂、纹织效果等细节，这些算法一般是针对织物的某种属性进行仿真。

现有技术网状结构的数据结构结构复杂，内存开销大，运营成本高，需要编写特定的约束力学程序来维护数据结构，反应速度慢，无法实现物理仿真效果。

发明内容

为解决上述问题本发明提供了一种网状结构的仿真方法。本发明步骤简单明了，不需要编写特定的约束力学程序来维护数据结构，一切物理仿真效果智能化、自动化实现。

为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：

一种网状结构的仿真方法，包括如下步骤：

步骤一、绳索生成：利用制作引擎生成刚体网格绳索，所述绳索上附带有attach函数，使得绳索间可以相连绑定；

步骤二、建立网洞：将生成的刚体网格绳索首尾相连，并通过attach函数绑定，形成网洞；若不能形成网洞，则返回步骤一；所述网洞由4条刚体网格绳索围成；

步骤三、建立小网：将网洞作为基本单元，通过绳索上的attach函数，将4个网洞绑定形成一个小网；若不能建立小网，则返回步骤二；

步骤四、建立大网：将小网作为基本单元，通过绳索上的attach函数，将4个小网绑定形成一个大网；若不能建立大网则返回步骤三；

步骤五、建立网状结构：在大网的边缘节点处设置质点，所述质点为刚体，但没有形状大小，且受物理定律的约束；设定attach函数可绑定任何刚体，将大网与大网连接，4个大网形成一个网状结构；若不能形成网状结构则返回步骤四；

步骤六、生成高级网状结构：将网状结构相互连接，生成更高级的网状结构；

步骤七、添加碰撞器：设置判断绳索是否碰触到物体的碰撞器，然后结束程序。

进一步的改进，所述步骤七中，碰撞器为胶囊碰撞器。

进一步的改进，所述步骤一中，制作引擎为Unity3D引擎，所述Unity3D引擎的插件为quick rope插件。

进一步的改进，利用gameobject父子关系制作网状结构的数据结构拓扑关系。

本发明的优点：

1.利用Unity游戏引擎来实现新的网状结构的数据结构，步骤简单明了。

2.不需要编写特定的约束力学程序来维护数据结构。

3.一切物理仿真效果智能化、自动化实现。

附图说明

图1本发明的流程示意图；

图2胶囊碰撞器结构示图；

图3网格绳索结构示意图；

图4网洞结构示意图；

图5大网边缘的质点设置示意图；

图6绳索之间通过质点连接的示意图；

图7网状结构的结构示意图。

具体实施方式

如图1-7所示的一种网状结构的仿真方法，包括如下步骤：

步骤一、绳索生成：利用制作引擎生成刚体网格绳索，所述绳索上附带有attach函数，使得绳索间可以相连绑定；所述制作引擎为Unity3D引擎，所述Unity3D引擎的插件为quick rope插件；

步骤二、建立网洞：将生成的刚体网格绳索首尾相连，并通过attach函数绑定，形成网洞；若不能形成网洞，则返回步骤一；所述网洞由4条刚体网格绳索围成；

步骤三、建立小网：将网洞作为基本单元，通过绳索上的attach函数，将4个网洞绑定形成一个小网；若不能建立小网，则返回步骤二；

步骤四、建立大网：将小网作为基本单元，通过绳索上的attach函数，将4个小网绑定形成一个大网；若不能建立大网则返回步骤三；