[发明专利]一种布料仿真碰撞的方法及装置

说明书

本发明适用于计算机图形学及计算机辅助设计领域，提供了一种布料仿真碰撞的方法及装置，所述方法包括：根据自碰撞结果获取得到三角网格上的各个顶点及与各个顶点存在潜在碰撞关系的三角面片；当顶点与三角面片的距离小于阈值，且顶点的投影落在三角面片内，将三角面片的三个顶点加入到该顶点的近邻顶点索引中；根据顶点与三角面片的三个顶点的距离确定约束边长度，并将约束边长度加入到该顶点的约束边长度列表中；根据每个顶点的近邻顶点信息和约束边长度信息，计算得到布料仿真中的约束信息，并根据约束信息进行下一帧布料仿真的处理。本发明通过建立一种约束关系克服多层布料在仿真过程中的互相穿透等的问题。

技术领域

本发明涉及计算机图形学及计算机辅助设计领域，尤其涉及一种布料仿真碰撞的方法及装置。

背景技术

利用计算机图形学及虚拟现实技术仿真自然真实人体运动过程的方法称为人体运动仿真，具体包括建立人体及其附属品的计算模型，仿真虚拟人在给定约束条件下自然真实的物理运动过程，并在计算机生成的虚拟环境中以三维图形方式逼真呈现该运动过程。在自然的真实人体表面有超过80％的面积被布料覆盖，因此布料的逼真仿真在逼真人体运动仿真中起着关键作用。布料是一种天然的或人工纤维的网状编织物，因布料所构成的服装的外形并不像刚体一样固定不变，在力学特性上，布料具有各向异性、不可压缩、抗拉不抗弯等一些明显的特征，这些特性都给仿真带来了模拟上的难度，同时在仿真的过程中布料经常会出现多层的情况，对于多层布料的自身的仿真计算和多层布料与人体之间的仿真计算就特别影响最终仿真的效果。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种布料仿真碰撞的方法及装置，旨在通过建立一种布料之间各个顶点之间的约束关系来进行仿真，通过该约束关系克服多层布料在仿真过程中的互相穿透等的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种布料仿真碰撞的方法，所述方法包括：

根据自碰撞结果获取得到三角网格上的各个顶点及与各个顶点存在潜在碰撞关系的三角面片；

当顶点与三角面片的距离小于阈值，且顶点的投影落在三角面片内，将三角面片的三个顶点加入到该顶点的近邻顶点索引中；

根据顶点与三角面片的三个顶点的距离确定约束边长度，并将约束边长度加入到该顶点的约束边长度列表中；

根据每个顶点的近邻顶点信息和约束边长度信息，计算得到布料仿真中的约束信息，并根据约束信息进行下一帧布料仿真的处理。

在一个可能的设计中，所述根据自碰撞结果获取得到三角网格上的各个顶点及与各个顶点存在潜在碰撞关系的三角面片步骤之后还包括：

为三角网格上的每个顶点预分配两段连续的存储空间，分别用于存储该顶点的近邻顶点信息以及该顶点的约束边长度信息。

在一个可能的设计中，所述当顶点与三角面片的距离小于阈值，且顶点的投影落在三角面片内，将三角面片的三个顶点加入到该顶点的近邻顶点索引中的具体步骤为：

重置该顶点的近邻顶点的索引个数，判断该顶点与其中一个近邻三角面片的距离绝对值以及该顶点的投影是否落在该近邻三角面片内；

当顶点与三角面片的距离绝对值小于阈值，且顶点的投影落在三角面片内，将三角面片的三个顶点加入到该顶点的近邻顶点索引中。

在一个可能的设计中，所述根据每个顶点的近邻顶点信息和约束边长度信息，计算得到布料仿真中的约束信息，并根据约束信息进行下一帧布料仿真的处理的步骤之前还包括：

根据每个顶点的近邻顶点索引对每个顶点的近邻顶点进行去重，并对相同的近邻顶点进行合并计算约束边长度。

在一个可能的设计中，所述对相同的近邻顶点进行合并计算约束边长度的步骤包括：

计算相同的近邻顶点的个数；