局部各向异性的薄壳收缩变形
作者:
作者单位:

作者简介:

孙晓鹏(1968-),男,博士,教授,CCF高级会员,主要研究领域为计算机图形学.
何鑫(1994-),女,硕士,主要研究领域为计算机图形学.
王振燕(1996-),女,硕士生,主要研究领域为计算机图形学.
李娇娇(1997-),女,硕士生,主要研究领域为计算机图形学.
陈腾(1998-),男,学士,主要研究领域为计算机图形学.
董雨(1998-),男,学士,主要研究领域为计算机图形学.

通讯作者:

孙晓鹏,E-mail:Cadcg2008@hotmail.com

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61472170);北京邮电大学智能通信与多媒体北京市重点实验室开放课题(ITSM201301)


Local Anisotropic Contraction Deformation of Thin Shell
Author:
Affiliation:

Fund Project:

National Natural Science Foundation of China (61472170); Beijing Key Laboratory of Intelligent Telecommunications Software and Multimedia (Beijing University of Posts and Telecommunications) (ITSM201301)

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    摘要:

    基于位置动力学提出局部各向异性的薄壳收缩变形方法.首先针对基于位置动力学变形模拟方法的材质局限性的不足,提出薄壳收缩变形的弹性变形能,实现了多材质的弹性收缩变形.其次,针对薄壳收缩变形过程中的抖动问题,给出适当的弯曲能系数,实现了稳定的收缩变形.第三,针对薄壳局部类球面结构收缩变形缓慢且细微的不足,定义了局部各向异性ARAP变形能等,实现了薄壳局部类球结构的快速、显著、稳定的收缩变形.最后以轴向平行包围盒与非渗透滤波器作为碰撞检测的预处理,剔除不可能发生碰撞的图元对,提高了收缩变形过程中的碰撞检测效率.相关实验结果表明,提出的薄壳收缩变形算法适用于多种材质模型以及多种各向异性能量,且有效地解决了抖动及局部类球结构收缩变形缓慢且不显著等问题.

    Abstract:

    A novel algorithm is proposed for local anisotropic contraction deformation on thin shell using the framework of position-based dynamics. Firstly, a new elastic deformation energy of thin shell is presented to address the material limitation of position-based dynamics, and get desired elastic contraction deformation on a variety of materials. Secondly, a stable contraction deformation is abstained without jittering by giving a proper coefficient of bending energy. Thirdly, a local anisotropic ARAP deformation energy is defined to produce a rapid and stable invagination on the area of the local spherical structures where the deformation is slow and slight. Finally, the axis-aligned bounding box and the non-penetration filters are used as a preprocess stage in order to cull the primitive pairs that are impossible to collide, to accelerate the speed of collision detection. The experimental results demonstrate that, the proposed method supports many different types of materials and local anisotropic energies, and can work with the problems of jittering and the slight deformation on local spherical structures.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

孙晓鹏,何鑫,王振燕,李娇娇,陈腾,董雨.局部各向异性的薄壳收缩变形.软件学报,2020,31(10):3280-3294

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  • 收稿日期:2020-03-01
  • 最后修改日期:2020-04-05
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  • 在线发布日期: 2020-10-12
  • 出版日期: 2020-10-06
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