[发明专利]一种织物变形仿真的方法

摘要

本发明公开了一种织物变形仿真的方法，该方法在经典的弹簧‐质子模型基础之上，引入半刚性样条的概念，充分考虑了织物的拉伸性、压缩性、剪切性、弯曲性以及表面粗糙度，有效解决了织物仿真中各项异性及超弹性方面的问题，提高了织物仿真的真实感。在数值积分方面，相比于传统的显式欧拉、隐式欧拉求解速度较慢的缺点，使用了Verlet积分方法，在速度和计算稳定性方面有了较大的提高。在碰撞处理方面，对碰撞模型做了进一步的简化，只考虑了“顶点‐三角形”、“边‐边”这两类在织物仿真中大量出现的碰撞，有效减少了碰撞处理的数量，加快了计算速度。

主权项

一种织物变形仿真的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据织物半刚性样条参数k，建立各向异性织物的质子网格模型，包括插入半刚性样条的弹簧结构；所述弹簧结构包括经向、纬向相邻质子间的结构弹簧，沿织物平面内方向的剪切弹簧和沿织物平面外方向的弯曲弹簧。所述半刚性样条参数K用来描述这些样条在不发生拉伸形变的时候，可以发生压缩弯曲，在仿真过程中，表现为织物的褶皱。而当这些样条完全打开时，可以发生拉伸形变，表现出弹簧的性质。步骤2：考虑织物的结构模型、重力模型、风力模型、人为外力模型以及阻尼模型，遍历织物网格的所有质子，进行受力分析，计算其所受合力，建立运动方程。步骤3：使用Verlet数值积分方法对织物仿真的运动方程进行求解，计算出下一时刻织物网格质子的坐标。步骤4：考虑“顶点—三角形”以及“边—边”两类碰撞，检测该模拟时间片内是否有碰撞发生。如果系统检测到碰撞，则记录并返回碰撞时刻信息，碰撞响应过程将从碰撞时刻开始，重新对织物网格模型进行受力分析，并使用Verlet方法再次进行数值求解，计算出织物网格质子的新坐标。步骤5：整个碰撞处理过程结束后，根据织物网格质子的新坐标更新织物的空间状态。此时，如果仿真时间尚未结束，则进入下一时间片，转为步骤2。否则，整个仿真过程结束。