【摘 要】
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在虚拟现实以及物理仿真领域,流体布料的仿真应用都非常广泛,特别是在物理仿真领域,对流体和布料的模拟是其中的一个研究热点。但是目前的流体/布料耦合算法都过于复杂,导致每一
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在虚拟现实以及物理仿真领域,流体布料的仿真应用都非常广泛,特别是在物理仿真领域,对流体和布料的模拟是其中的一个研究热点。但是目前的流体/布料耦合算法都过于复杂,导致每一帧的模拟时间都高达几十秒甚至更多,而且容易产生穿透等失真现象。因此我们需要寻找快速高效的流体布料耦合算法,解决流体布料仿真模拟的各类问题。本课题通过对流体布料耦合的相关算法进行优化,并使用图形可编程硬件对部分算法加速。通过将不同算法进行流式映射,利用图形硬件多个处理器进行并行计算,从而解决流体布料耦合计算的高效性和准确性问题。本论文主要研究流体/布料之间的运动过程仿真模拟技术,对流体布料两类粒子系统进行合理的建模。其中,布料粒子系统使用质点-弹簧结构模型,而流体粒子系统则使用基于SPH的流体模型,同时为每个流体粒子建立粒子/网格索引表和邻接表。仿真过程中通过快速搜索每个粒子的周围邻居粒子来计算该粒子受到的作用力。通过膨胀式的连续碰撞检测来判断流体、布料粒子间是否发生干涉。同时研究基于流映射的方法,将这几个部分在GPU上加速处理。当连续碰撞检测到碰撞发生后,使用改进的惩罚法计算二者之间的碰撞力。并将这个作用力与之前粒子受到的作用力叠加,计算出流体粒子与布料粒子的最终位置。
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