[发明专利]一种分类应变限制的动态服装仿真方法

摘要

本发明公开了一种分类应变限制的动态服装仿真方法，应变限制的方法应用到动态服装仿真，预防仿真中的失真现象。该方法采用的主要步骤包括应用动力学知识计算服装仿真动画、振荡形变过度区域的标识；对标识区域用我们改进的应变限制方法进行处理；碰撞检测及响应。本发明采用改进的应变限制方法处理了动态服装仿真中会出现的振荡和形变过度的问题，解决了动态服装仿真中的振荡和形变过度造成的服装视觉效果上的失真，也没有使用额外阻尼力时产生的服装形变粘滞感和服装在人体皮肤上悬浮的现象。

主权项

一种分类应变限制的动态服装仿真方法，改进的应变限制方法被应用到动态服装仿真，防止仿真中的失真现象。整个服装仿真方法采用如下的步骤：(1)服装仿真动画的计算输入人体和服装模型，然后构建质点‑弹簧模型，采用三角网格结构，其质点‑弹簧模型中的剪切弹簧和拉伸弹簧由相邻的点表示，弯曲弹簧由相间的点表示，不同的弹簧采用不同的弹性系数，最后采用半隐式积分法构造线性方程组；(2)振荡形变过度区域标识输入两种弹簧在稳定阻尼区间下的近似弹性系数和仿真中弹簧形变时能量的损耗；采用稳定阻尼区间下的第一个阻尼系数作为仿真的系数，在同样的质点位移下，分别计算出仿真中弹簧力对质点所做的功和采用稳定阻尼区间系数时弹簧力对质点所做的功，并且用稳定功减去仿真功和弹簧形变中能量的损耗，得到差值，如果该差值大于0，相关弹簧连接的质点就会发生振荡，将该质点划入会发生振荡的点集中；(3)标识区的应变限制处理在步骤2中得到的会发生振荡的点的集合后，对集合中的点连接的弹簧进行应变限制的处理；首先要根据主应变的概念计算出该点连接的弹簧在当前时间点相对于上一时间点的变形梯度张量，然后根据该张量计算出弹簧的伸长率，接着将该伸长率与设定的伸长率阈值进行比较，若大于阈值则将伸长率赋值为阈值，若小于阈值则不进行处理；在限定长度之后，针对主应变方向上的各分量分别设一个未知量，这些未知量表示各应变分量的放缩系数，通过应变分量和放缩系数之间的比例关系，以及相应弹簧的伸长率阈值解出该点在当前时间点上放缩系数的具体值，通过放缩系数的具体值更新被处理的弹簧，并通过弹簧和起始点的位置更新末端点的位置；(4)碰撞检测及响应采用AABB包围盒的方法进行碰撞检测和响应。