计算机图形学作为数字媒体技术的核心,随着近年来计算机硬件性能的提升和虚拟现实领域的强大需求,日趋成为了工程界、学术界关注的热点领域。数字游戏、影视动画等领域的快速发展,对高真实感、沉浸感计算机动画的需求也日益增大,同时要求计算机动画能够模拟诸多更加复杂的物理现象。使用计算机来模拟现实世界中纷繁复杂的物理现象一直以来都是计算机图形学领域的研究热点,而诸多产业界对计算机动画的需求也与日俱增,其中尤以电子游戏产业最为突出。实时刚体的破坏现象模拟在图形学的研究以及虚拟现实的应用中扮演着重要的角色。然而由于刚体破碎现象的高自由度、复杂的物理规律,为模拟破坏现象带来一定的难度。刚体破碎的现象具有较大的自由度,若采用传统的,使用一个固定过程来对破坏现象描述,将需要庞大的数据量,且无法实现破坏的交互。而由于破碎现象复杂的物理规律,在采用基于物理的方法进行模拟时,要到达精确、逼真的模拟效果,常常需要以牺牲实时性为代价,因而如何解决真实性与实时性之间的矛盾一直是图形学领域长期探讨的问题。本文以研究实时刚体断裂为目标,在基于物理模拟的思想上进行了如下工作:第一,对已有多种模拟破坏的算法进行了全面和深入的分析,总结各种算法已经达到的效果和存在的问题;第二,针对核心问题,提出了基于物理实时模拟刚体碎裂的改进算法;第三,实现了实时刚体破坏算法,将算法的结果进行了比较分析,并对进一步的工作进行展望。本文进行的主要工作和研究成果包括:1、采用四面体逼近实体模型的方法,将可破坏物体建模为使用四面体填充的实体模型,从而实现对连续物体的离散化处理。2、根据线-弹性断裂力学机制,度量物体受力形变之后内部应力场的分布情况,在应力最集中地位置生成断裂面,使用断裂面剖分物体,使得断裂情况更为真实。3、对生成的碎片进行重构,并对表面采取一定的渲染措施,使得碎片的表面更加平滑;使用基于动力学的方法对碎片在断裂之后的运动进行模拟,极大地提高了模拟效率。