一种布料仿真碰撞的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A method and device of cloth simulation collision

【技术实现步骤摘要】
一种布料仿真碰撞的方法及装置
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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；取相同顶点的约束边长度的平均值作为该顶点的约束边长度。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种布料仿真碰撞的装置，所述装置包括：自碰撞单元，用于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；近邻顶点确定单元，用于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；约束边长度确定单元，用于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；约束信息确定单元，用于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。在其中一个实施例中，所述包围盒确定单元还包括：在一个可能的设计中，所述布料仿真碰撞装置还包括：存储分配单元，用于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，所述近邻顶点确定单元包括：重置判断单元，用于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；顶点索引确定单元，用于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，所述布料仿真碰撞装置还包括：去重单元，用于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，所述去重单元还包括：个数确定单元，用于计算相同的近邻顶点的个数；取值单元，用于取相同顶点的约束边长度的平均值作为该顶点的约束边长度。本专利技术实施例通过一种布料仿真碰撞的方法及装置，通过获取得到各个顶点与存在潜在碰撞关系的三角面片的信息，之后判断潜在碰撞关系的三角面片是否为有效的潜在碰撞的三角面，将有效的潜在碰撞三角面转换为有效的仿真约束信息，在布料进行模拟仿真的过程中将约束信息加入到布料仿真过程中，通过该约束关系的加入，可以有效的解决布料进行多层仿真过程中出现的穿透等的问题，有效的解决了多层布料进行物理仿真模拟失真的问题。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的一种布料仿真碰撞的方法的实现流程图；图2是本专利技术第二实施例提供的一种布料仿真碰撞的方法的实现流程图；图3是本专利技术第二实施例提供的未采用布料仿真碰撞的方法的布料仿真效果图；图4是本专利技术第二实施例提供的采用布料仿真碰撞的方法的布料仿真效果图；图5是本专利技术第三实施例提供的一种布料仿真碰撞的装置的结构图；以及图6是本专利技术第四实施例提供的一种布料仿真碰撞的装置的结构图；具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述：实施例一：图1示出了本专利技术第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种布料仿真碰撞的方法，其特征在于，所述方法包括：/n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；/n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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种布料仿真碰撞的方法，其特征在于，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。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，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。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，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；
取相同顶点的约束边长度的平均值作为该顶点的约束边长度。


6.一种布料仿真碰撞的装置，其特征在于，所述装置包括：
自碰撞单元，用于根据自...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文超，
申请(专利权)人：真玫智能科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44