[发明专利]一种用于虚拟试衣的布料实时仿真方法

摘要

本发明提出了一种用于虚拟试衣的布料实时仿真方法，属于虚拟试衣技术领域。本发明解决的问题是：针对现有3D虚拟试衣仿真速度慢的问题，提出了一种基于GPU的布料快速仿真方法。本发明的主要算法的核心部分在于最大化的利用GPU的并行性快速构建，更新层次包围盒，提出了针对相应大步长积分的碰撞检测与处理方法。本发明将整个布料仿真系统置于GPU上，提出相应的流处理算法，通过与目前已有的一些方法相比较，本发明提出的方法在保证布料仿真的高真实度基础上，能够更加快速的实现布料仿真，实现了虚拟试衣应用中衣物的实时仿真，同时也适用于其他布料仿真领域。

主权项

1.一种用于虚拟试衣的布料实时仿真方法其核心在于一种基于GPU的布料快速仿真方法，其特征是包含以下主要步骤：(1)加载相应人体和衣物三维模型。(2)对待检测的人体三角形网格中的每个三角形构造对应的包围盒，计算每个点的法向量并且沿法向量方向和法向量反方向对包围盒进行扩大，然后以每个包围盒的中心为参考点，产生相应的莫顿码(morton code)，对于重复的编码，以包围盒三角形中三个顶点的法向量夹角之和为依据，保留夹角和最大的三角形对应的包围盒，进而建立人体三角形网格模型的包围盒层次结构；(3)对待仿真的布料的每个点开辟一个线程，在每个线程中更新点的坐标，在采用verlet积分完成单步长的时间积分后，进行离散碰撞检测与处理过程。(4)在离散碰撞检测中，对于每个点首先检测是否位于层次包围盒的叶节点中，如果位于叶节点中且位于三角形的里面(法向量反方向)，则为发生碰撞然后进行相应的碰撞处理。对于发生碰撞的点，将其坐标投影至相应三角形的面上，然后在下一次迭代中只保留碰撞点的切向力。(5)检测人体是否发生运动，若发生运动，则继续进行连续碰撞检测与处理，反之，仿真结束。(6)当人体运动时，以三角面片当前位置和下一帧的位置构成的三角柱为基础构建相应的AABB包围盒，然后产生相应的莫顿码(morton code)，并行构造层次包围盒，对于产生的重复编码，我们只保留扫描域体积最大的包围盒。(7)当检测到点位于包围盒中且点到新三角形的方向与三角形法向量方向一致时，确定该点碰撞，然后将该点投影至新三角形的面上，然后重复步骤(2)‑(7)。