脆性物体破碎模拟技术的研究与实现

发布时间：2021-10-23 19:50

　　脆性物体破碎模拟技术是虚拟现实技术在计算机图形学领域的一个重要研究方向,它已经被广泛应用于游戏,影视,工程模拟等领域。脆性物体破碎模拟研究的核心问题是如何使破碎模拟效果接近现实世界中的破碎效果。现实世界的破碎过程快速且复杂,要得到逼真的模拟效果必须进行复杂的计算,复杂的计算过程又会影响到破碎模拟的实时性。因此,如何兼顾脆性物体破碎模拟过程中的真实性和实时性是解决问题的关键。为此,本文提出一种基于三维Voronoi图和布尔运算相结合的模型剖分方法以及一种基于柏林噪声函数的碎块渲染方法对脆性物体破碎进行模拟。首先,针对传统方法如基于四面体的方法构建的四面体单元比较单一,真实性不足的问题,提出了基于三维Voronoi图剖分方法,基于三维Voronoi图的剖分方法能够使破碎的碎块接近现实世界的碎块同时其生成碎块的效率也能达到实时性的要求。单独使用三维Voronoi图剖分方法只是将一个空间剖分为多个Voronoi块,无法解决模型边界上的剖分问题,因此,提出使用布尔运算方法对模型表面和由Voronoi图剖分生成的Voronoi块进行布尔运算,得到最终的碎块模型。实验结果表明,该方法能够处理复杂的三... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电影《速度与激情8》中破碎场景

图 1.2 游戏《战地 4》中破碎场景件的不断升级以及计算能力的不断提高，也不断提高。这种视觉真实感要求模拟过实时性都要达到一定的性能指标。然而在制这两个性能指标往往很难同时满足，如

图 1.3 立方体网格模型[16]其中，第一种网格模型采用了立方体的边和对角线作为模型约束，第二种采用了立方体的边和各个面的对角线作为模型约束，第一种模型自由度较高，第二种较为稳定，实验结果表明该两种模型模拟过程中差别不大，图 1.3 中的 3

【参考文献】：
期刊论文
[1]下一代三维图形引擎发展趋势研究[J]. 赵维,茅坪,沈凡宇.  系统仿真学报. 2017(12)
[2]法线式凹凸映射在分块纹理映射中的应用[J]. 张婕,成彬,王晓明,周竞涛.  生物医学工程学杂志. 2014(04)
[3]基于Voronoi图的实时刚体破碎模拟[J]. 宁江凡,路石,李思昆.  计算机辅助设计与图形学学报. 2011(05)
[4]实时刚体破碎特效仿真研究[J]. 曾亮,吴亚刚,李思昆.  计算机研究与发展. 2010(06)
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硕士论文
[1]高维Voronoi图的生成与应用研究[D]. 王炫殊.华南理工大学 2016
[2]基于Najar能量法的混凝土分形损伤本构模型研究[D]. 任梦宁.西安建筑科技大学 2013
[3]虚拟现实中物理引擎关键技术的研究与应用[D]. 段化鹏.山东科技大学 2010
[4]基于刚体特性的物理仿真引擎的设计与实现[D]. 谷宁.东北师范大学 2009



本文编号：3453802