布料仿真方法、装置、设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种布料仿真方法、装置、设备及计算机可读存储介质。所述方法包括：从目标布料图像对应的N层网格金字塔中的第N

【技术实现步骤摘要】
布料仿真方法、装置、设备及计算机可读存储介质


[0001]本申请涉及布料仿真
，尤其是涉及一种布料仿真方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]布料仿真技术是输入特定材质、特定几何形状、以及特定场景约束，利用可变性材质物理仿真技术计算布料的物理动画过程。布料仿真技术中，布料往往被表达为三角形网格，用数千、数十万乃至更多的三角形面片来近似布料曲面。三角形网格的数量越多越能精细的表达布料的材质细节，如褶皱、平滑等特性。但是三角形网格的数量越多需要的计算量越大，导致布料仿真的数据处理效率降低。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种布料仿真方法、装置、设备及计算机可读存储介质，解决了现有的布料仿真技术中数据处理效率较低的问题。
[0004]为了解决上述问题，本申请是这样实现的：
[0005]第一方面，本申请的实施例提供了一种布料仿真方法，包括：
[0006]从目标布料图像对应的N层网格金字塔中的第N
‑
1层网格开始，根据相邻两层网格之间的插值关系，利用所述相邻两层网格中的第一层网格的顶点位置，对所述相邻两层网格中的第二层网格进行插值计算，获得所述第二层网格的顶点插值位置；
[0007]对所述第二层网格的顶点插值位置进行轻量级优化，获得所述第二层网格的顶点位置，所述第一层网格的网格密度小于所述第二层网格的网格密度；
[0008]将所述网格金字塔中的第1层网格的顶点位置作为所述目标布料图像的仿真结果；
[0009]其中，N大于或者等于2。
[0010]可选地，所述方法还包括：
[0011]对所述网格金字塔中的第N层网格进行布料仿真解算，获得所述第N层网格的顶点位置；
[0012]其中，所述第N层网格的网格密度最小，从所述第N层网格到所述第1层网格，网格密度逐渐增大。
[0013]可选地，对所述网格金字塔中的第N层网格进行布料仿真解算，获得所述第N层网格的顶点位置，包括：
[0014]利用所述第N层网格的弹性材质方程进行局部线性化求解，获得相邻两个时刻的顶点位置偏差；
[0015]根据所述顶点位置偏差和所述第N层网格在上一时刻的顶点位置，计算所述第N层网格在当前时刻的网格顶点位置。
[0016]可选地，所述对所述第二层网格的顶点插值位置进行轻量级优化，获得所述第二
层网格的顶点位置，包括：
[0017]对所述第二层网格的顶点插值位置进行初始化，获得所述第二层网格的每个顶点的第一位置；
[0018]对所述第一位置进行拉伸限制优化和弯曲限制优化，获得所述第二层网格的每个顶点的第二位置；
[0019]对所述第二位置进行插值限制优化，获得所述第二层网格的每个顶点的第三位置；
[0020]若所述第三位置与所述第一位置满足预设条件，则确定所述第三位置为所述第二层网格的顶点位置。
[0021]可选地，所述预设条件包括：所述第一位置与所述第三位置的差值的范数小于第一数值。
[0022]可选地，所述方法还包括：
[0023]构建所述目标布料图像的网格金字塔并记录网格顶点的拓扑相关集合；
[0024]根据所述拓扑相关集合，建立所述网格金字塔中相邻两层网格之间的插值关系。
[0025]可选地，所述构建所述目标布料图像的网格金字塔，包括：
[0026]根据所述网格金字塔中第n层网格的顶点以及顶点之间的连接关系，通过预定算法进行迭代优化，获得第n+1层网格的顶点位置以及顶点之间的连接关系，并根据所述拓扑相关集合，优化所述第n+1层网格的测地距离投影误差；
[0027]在所述n+1等于N时，获得所述目标布料的包括N层网格的网格金字塔；
[0028]其中，所述第n+1层网格的网格密度小于所述第n层网格的网格密度，n＝1、2、
……
N。
[0029]可选地，所述根据所述网格金字塔中第n层网格的顶点以及顶点之间的连接关系，通过预定算法进行迭代优化，获得第n+1层网格的顶点位置以及顶点之间的连接关系，包括：
[0030]将所述第n层网格的顶点以及顶点之间的连接关系，作为所述第n+1层网格的初始顶点以及初始连接关系，获得初始的第n+1层网格；
[0031]对所述初始的第n+1层网格中的所有边进行短边合并处理，获得第一次更新的第n+1层网格；
[0032]对所述第一次更新的第n+1层网格进行正三角形优化，获得第二次更新的第n+1层网格；
[0033]对所述第二次更新的第n+1层网格进行拉普拉斯平滑处理，获得所述第n+1层网格的顶点位置以及顶点之间的连接关系。
[0034]可选地，所述根据所述拓扑相关集合，优化所述第n+1层网格的测地距离投影误差，包括：
[0035]根据所述第n+1层网格的顶点对应的第一目标拓扑相关集合，计算所述第n+1层网格的顶点到第n层网格的最小测地距离；其中，所述第一目标拓扑相关集合包括与所述第n+1层网格的顶点关联的至少一个第一目标顶点，所述第一目标顶点为第n层网格上的顶点；
[0036]将所述第n+1层网格的顶点，投影到所述第n层网格上所述最小测地距离对应的投影点。
[0037]可选地，所述根据所述第n+1层网格的顶点对应的第一目标拓扑相关集合，计算所述第n+1层网格的顶点到第n层网格的最小测地距离，包括：
[0038]根据所述第一目标拓扑相关集合，确定所述第n层网格中包含所述目标顶点的至少一个三角形面片；
[0039]将所述第n+1层网格的顶点到所述三角形面片的最小距离，确定为所述第n+1层网格的顶点到第n层网格的最小测地距离。
[0040]可选地，所述根据所述拓扑相关集合，建立所述网格金字塔中相邻两层网格之间的插值关系，包括：
[0041]根据所述拓扑相关集合，从所述网格金字塔的第n+1层网格中，确定第n层网络的顶点相关的三角形面片集合，n＝1、2、
……
N；
[0042]从所述三角形面片集合中确定与所述第n层网络的顶点距离最小的目标三角形面片；
[0043]利用所述目标三角形面片的三个顶点插值表达所述第n层网络的顶点。
[0044]可选地，根据所述拓扑相关集合，从所述网格金字塔的第n+1层网格中，确定第n层网络的顶点相关的三角形面片集合，包括：
[0045]若所述第n层网络的顶点，属于所述第n+1层网格中的第二目标顶点对应的第二目标拓扑相关集合，则包含所述第二目标顶点的三角形面片属于所述三角形面片集合。
[0046]第二方面，本申请的实施例提供了一种布料仿真装置，包括：
[0047]第一处理模块，用于从目标布料图像对应的N层网格金字塔中的第N
‑
1层网格开始，根据相邻两层网格之间的插值关系，利用所述相邻两层网格中的第一层网格的顶点位置，对所述相邻两层网格中的第二层网格进行插值计算，获得所述第二层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种布料仿真方法，其特征在于，包括：从目标布料图像对应的N层网格金字塔中的第N
‑
1层网格开始，根据相邻两层网格之间的插值关系，利用所述相邻两层网格中的第一层网格的顶点位置，对所述相邻两层网格中的第二层网格进行插值计算，获得所述第二层网格的顶点插值位置；对所述第二层网格的顶点插值位置进行轻量级优化，获得所述第二层网格的顶点位置，所述第一层网格的网格密度小于所述第二层网格的网格密度；将所述网格金字塔中的第1层网格的顶点位置作为所述目标布料图像的仿真结果；其中，N大于或者等于2。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述网格金字塔中的第N层网格进行布料仿真解算，获得所述第N层网格的顶点位置；其中，所述第N层网格的网格密度最小，从所述第N层网格到所述第1层网格，网格密度逐渐增大。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述网格金字塔中的第N层网格进行布料仿真解算，获得所述第N层网格的顶点位置，包括：利用所述第N层网格的弹性材质方程进行局部线性化求解，获得相邻两个时刻的顶点位置偏差；根据所述顶点位置偏差和所述第N层网格在上一时刻的顶点位置，计算所述第N层网格在当前时刻的网格顶点位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第二层网格的顶点插值位置进行轻量级优化，获得所述第二层网格的顶点位置，包括：对所述第二层网格的顶点插值位置进行初始化，获得所述第二层网格的每个顶点的第一位置；对所述第一位置进行拉伸限制优化和弯曲限制优化，获得所述第二层网格的每个顶点的第二位置；对所述第二位置进行插值限制优化，获得所述第二层网格的每个顶点的第三位置；若所述第三位置与所述第一位置满足预设条件，则确定所述第三位置为所述第二层网格的顶点位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述第一位置与所述第三位置的差值的范数小于第一数值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：构建所述目标布料图像的网格金字塔并记录网格顶点的拓扑相关集合；根据所述拓扑相关集合，建立所述网格金字塔中相邻两层网格之间的插值关系。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述构建所述目标布料图像的网格金字塔，包括：根据所述网格金字塔中第n层网格的顶点以及顶点之间的连接关系，通过预定算法进行迭代优化，获得第n+1层网格的顶点位置以及顶点之间的连接关系，并根据所述拓扑相关集合，优化所述第n+1层网格的测地距离投影误差；在所述n+1等于N时，获得所述目标布料的包括N层网格的网格金字塔；
其中，所述第n+1层网格的网格密度小于所述第n层网格的网格密度，n＝1、2、
……
N。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述网格金字塔中第n层网格的顶点以及顶点之间的连接关系，通过预定算法进行迭代优化，获得第n+1层网格的顶点位置以及顶点之间的连接关系，包括：将所述第n层网格的顶点以及顶点之间的连接关系，作为所述第n+1层网格的初始顶点以及初始连接关系，获得初始的第n+1层网格；对所述初始的第n+1层网格中的所有边进行短边合并处理，获得第一次更新的第n+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，李冬平，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司杭州相芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：