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基于弹簧质点模型的二维/三维映射算法 被引量:29
1
作者 樊劲 周济 +1 位作者 王启付 袁铭辉 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期140-148,共9页
提出了一种用于服装设计的二维/三维映射算法.该算法基于弹簧质点变形模型,服装裁剪片二维到三维映射及三维到二维映射可以在该模型中得到统一的实现.在服装裁剪片二维到三维的映射过程中,二维裁剪片被放置在人体模型附近的初始位... 提出了一种用于服装设计的二维/三维映射算法.该算法基于弹簧质点变形模型,服装裁剪片二维到三维映射及三维到二维映射可以在该模型中得到统一的实现.在服装裁剪片二维到三维的映射过程中,二维裁剪片被放置在人体模型附近的初始位置,在缝合力的作用下,裁剪片自动变形并缝合到人体模型上.在服装裁剪片三维到二维映射的过程中,三维裁剪片被初始映射到指定的平面内,在弹性变形力的作用下,逐步变形并得到最终的二维裁剪片.在进行服装裁剪片二维到三维映射的过程中,考虑了干涉检验的问题. 展开更多
关键词 二维/三维映射 服装设计 弹簧质点模型 算法 CAD
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基于弹簧质点模型的快速逼真的布料模拟仿真 被引量:12
2
作者 吕梦雅 李发明 +1 位作者 唐勇 毕卫红 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第16期5236-5239,共4页
基于弹簧质点模型的布料模拟仿真中,如果弹簧强度过大,会引起布料抖动;强度变小,会出现超弹性现象。为了避免超弹性现象,提出动态约束法限制弹簧的可伸长长度;基于该约束模型还构建一种的不需要更新的层次包围球,加快自碰撞检测。这两... 基于弹簧质点模型的布料模拟仿真中,如果弹簧强度过大,会引起布料抖动;强度变小,会出现超弹性现象。为了避免超弹性现象,提出动态约束法限制弹簧的可伸长长度;基于该约束模型还构建一种的不需要更新的层次包围球,加快自碰撞检测。这两种方法的结合,增强了模拟布料的逼真性,加快了布料模拟速度。 展开更多
关键词 布料模拟 弹簧质点模型 动态约束法 层次包围球 自碰撞检测
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新型三角形弹簧质点模型及弹簧参数确定 被引量:5
3
作者 刘凯 张纯 夏茵 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期20-26,共7页
针对任意单元形状和材料参数,通过引入附加节点和附加弹簧建立了一种三角形弹簧质点模型.首先给出弹簧刚度参数及附加节点坐标的解析公式,以实现有限元模型和弹簧质点模型三角形单元刚度矩阵的精确相等;然后考虑弹簧质点模型中可能出现... 针对任意单元形状和材料参数,通过引入附加节点和附加弹簧建立了一种三角形弹簧质点模型.首先给出弹簧刚度参数及附加节点坐标的解析公式,以实现有限元模型和弹簧质点模型三角形单元刚度矩阵的精确相等;然后考虑弹簧质点模型中可能出现的负刚度弹簧,进一步完善了弹簧质点模型形变计算方法.基于平面柔性体的数值模拟结果表明,文中提出的弹簧质点模型和形变计算方法精度好、效率高,且更具通用性. 展开更多
关键词 关键词 弹簧质点模型 有限元模型 弹簧参数 附加节点 附加弹簧 形变算法
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一种新的基于改进弹簧质点模型的图像边缘检测方法 被引量:2
4
作者 徐遥 张如艳 王士同 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期1573-1575,1583,共4页
针对传统边缘检测算法不能准确定位图像的边缘和检测出的图像边缘连续性较差的不足,在基于改进的弹簧质点模型基础上提出一种新的、简单和有效的图像边缘检测算法。在该算法中,将被检测的像素点作为中心点,其周围八个方向的像素点对该... 针对传统边缘检测算法不能准确定位图像的边缘和检测出的图像边缘连续性较差的不足,在基于改进的弹簧质点模型基础上提出一种新的、简单和有效的图像边缘检测算法。在该算法中,将被检测的像素点作为中心点,其周围八个方向的像素点对该中心点的弹簧拉力组成一个平面内的弹簧质点模型。根据胡克定律,可以计算出作用在中心点上的合力大小,如果作用在中心点上合力大小超过设定的阈值,则认为该中心点为边缘上的点。实验结果表明,提出的算法能够有效地克服传统算法的不足,并具有一定的噪声滤波效果。 展开更多
关键词 改进的弹簧质点模型 图像边缘检测 胡克定律 噪声滤波
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基于弹簧质点模型的织物变形仿真技术 被引量:5
5
作者 余昌盛 许力 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第3期261-265,共5页
讨论了一种基于弹簧质点模型的织物变形仿真技术,并提出了一种变形约束技术.在建立弹簧质点模型的基础上,通过受力分析得到织物变形的动力学方程,采用RungeKutta算法结合变形约束求解其方程,实现了织物变形仿真.用很少的运算时间取得了... 讨论了一种基于弹簧质点模型的织物变形仿真技术,并提出了一种变形约束技术.在建立弹簧质点模型的基础上,通过受力分析得到织物变形的动力学方程,采用RungeKutta算法结合变形约束求解其方程,实现了织物变形仿真.用很少的运算时间取得了满意的仿真结果,证明了本弹簧质点模型的实时性. 展开更多
关键词 织物变形仿真 物理建模 弹簧质点模型 变形约束
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应用改进的弹簧质点模型进行图像滤波的算法 被引量:3
6
作者 满利红 王士同 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期1618-1623,共6页
为了克服单一使用中值滤波方法去除脉冲噪声会造成图像细节信息丢失的缺陷,提出一种基于弹簧质点模型检测的迭代中值滤波算法.首先将被检测点作为中心点,其周围8个方向的像素点对该中心点的拉力组成一个平面内的弹簧质点模型,根据弹簧... 为了克服单一使用中值滤波方法去除脉冲噪声会造成图像细节信息丢失的缺陷,提出一种基于弹簧质点模型检测的迭代中值滤波算法.首先将被检测点作为中心点,其周围8个方向的像素点对该中心点的拉力组成一个平面内的弹簧质点模型,根据弹簧质点模型的稳定条件,即平面汇交力系的平衡原理来检测像素点是否为噪声点;然后通过迭代方法,只用信号点来修改噪声点的像素值.实验结果表明,与传统的滤波算法相比,文中算法可以更有效地去除图像中的脉冲噪声并且保留原图像的细节. 展开更多
关键词 图像处理 弹簧质点模型 中值滤波 噪声检测 脉冲噪声
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利用弹簧质点模型和隐式方法的布料模拟研究 被引量:4
7
作者 孔川 罗大庸 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第9期225-227,232,共4页
首先运用弹簧-质点模型建立布料的面模型,然后对质点进行力的分解以及受力分析并优化。提出逼近的隐式数值积分方法模拟质点的运动轨迹,这解决了显式数值积分方法的不稳定性和小时间间隔的缺点和其他隐式方法计算量大的缺点,这也是实现... 首先运用弹簧-质点模型建立布料的面模型,然后对质点进行力的分解以及受力分析并优化。提出逼近的隐式数值积分方法模拟质点的运动轨迹,这解决了显式数值积分方法的不稳定性和小时间间隔的缺点和其他隐式方法计算量大的缺点,这也是实现基于物理模型的布料仿真的关键技术。针对具体碰撞对象采用简单的包围盒方法进行碰撞检测,和利用二分法进行碰撞的处理,大大增加了碰撞处理的逼真效果。实验证明其模拟方法具有稳定性和实用性。 展开更多
关键词 弹簧-质点模型 隐式数值积分 包围盒方法 碰撞检测
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纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型构建与实现 被引量:2
8
作者 张静 丛洪莲 蒋高明 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期106-111,共6页
纬编双面移圈织物工艺结构复杂多变,现有系统在进行设计开发时难以直观地展示出织物的组织结构特点。为实现纬编双面移圈织物的组织结构模拟,本文提出了一种纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型。首先建立了成圈、集圈、移圈线圈几... 纬编双面移圈织物工艺结构复杂多变,现有系统在进行设计开发时难以直观地展示出织物的组织结构特点。为实现纬编双面移圈织物的组织结构模拟,本文提出了一种纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型。首先建立了成圈、集圈、移圈线圈几何结构模型,接着分析了纬编双面移圈织物结构特征,并在传统弹簧-质点模型的基础上构建了多层弹簧-质点模型,然后采用牛顿第二定律和Velocity-Verlet数值积分法求解了多层弹簧-质点模型的最终位置,最终提出了一种纬编双面移圈织物结构模拟的算法流程。本文建立的多层弹簧-质点结构模型能够反映纬编双面移圈织物的组织结构,具有较好的结构模拟效果。 展开更多
关键词 纬编 双面移圈 弹簧-质点模型 结构模拟 线圈几何结构模型
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基于交织点改进弹簧-质点模型的纬编针织物动态变形模拟 被引量:1
9
作者 常辰玉 王雨薇 +2 位作者 原旭阳 刘锋 卢致文 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期99-105,共7页
为了对不同线圈单元组成的纬编针织物进行动态变形模拟,从而预设织物结构形态和加速面料设计流程。首先通过建立三维结构模型,获得了线圈中心线型值点和交织点之间的关系,并基于交织点改进传统弹簧-质点模型,得到了与纬编针织物适配度... 为了对不同线圈单元组成的纬编针织物进行动态变形模拟,从而预设织物结构形态和加速面料设计流程。首先通过建立三维结构模型,获得了线圈中心线型值点和交织点之间的关系,并基于交织点改进传统弹簧-质点模型,得到了与纬编针织物适配度更高的变形模型,然后以交织点为桥梁关联结构模型和变形模型,通过NURBS曲线反算原理绘制线圈中心线路径,采用力学求解方法不断更新织物形态变化,使用计算机工具展现了关联模型的动态模拟过程,并举例展示了不同织物组织的变形模拟效果。模拟效果表明,建立的三维结构模型具有合理性与真实性,改进的弹簧-质点模型具有极高的适配性,基于交织点关联两者为后续模拟提供了支撑,采用NURBS曲线并通过力学求解等方法实现纬编针织物的三维动态模拟具有可行性。 展开更多
关键词 交织点 线圈结构模型 弹簧-质点模型 NURBS曲线 动态变形模拟 动力学求解 纬编针织物
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用于虚拟力觉再现的弹簧-质点力/变形模型研究 被引量:20
10
作者 吴涓 宋爱国 李建清 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期3152-3156,共5页
为提高虚拟力觉再现的精度与实时性,提出了一种弹簧-质点力/变形模型,它将物体以受力点为中心,沿径向方向分割为呈同心圆分布的弹簧-质点系统。系统中各个质点的相对位移的叠加对外等效为物体表面变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等于... 为提高虚拟力觉再现的精度与实时性,提出了一种弹簧-质点力/变形模型,它将物体以受力点为中心,沿径向方向分割为呈同心圆分布的弹簧-质点系统。系统中各个质点的相对位移的叠加对外等效为物体表面变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等于物体表面的接触力。该方法由于分割只涉及到发生变形的局部区域,不需要对整个物体进行大量的矩阵运算;进行了基于图像边缘检测的变形测量,推导了模型参数;基于此力变形模型,利用DELTA手控器,进行了柔性物体接触变形以及实时虚拟力反馈的半物理仿真。 展开更多
关键词 力觉再现 弹簧-质点模型 虚拟现实 力/变形模型
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应用弹簧-质点模型的双贾卡提花织物形变仿真 被引量:9
11
作者 张爱军 蒋高明 +1 位作者 李欣欣 李红梅 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期146-151,共6页
为改善双贾卡提花经编织物的结构形变仿真效果,在分析双贾卡织物线圈结构形变影响因素的基础上,建立了成圈型、压纱型和衬纬型线圈几何结构模型;在传统的弹簧质点模型基础上进行改进,取线圈根部作为质点,线圈之间的延展线为弹簧,根据双... 为改善双贾卡提花经编织物的结构形变仿真效果,在分析双贾卡织物线圈结构形变影响因素的基础上,建立了成圈型、压纱型和衬纬型线圈几何结构模型;在传统的弹簧质点模型基础上进行改进,取线圈根部作为质点,线圈之间的延展线为弹簧,根据双贾卡提花特点,针对压纱贾卡与衬纬贾卡设定虚拟质点,建立双套弹簧系统;根据牛顿第二定律和显式中点法,计算质点在二维平面的运动形态,从而确定线圈的偏移方向和偏移量;利用建立的弹簧-质点模型与力学分析模型在VC++语言下实现了双贾卡提花经编织物的二维静态仿真,通过实际样例与对应仿真效果对比,验证仿真方法。 展开更多
关键词 经编 提花织物 压纱贾卡 衬纬贾卡 弹簧-质点模型 仿真
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基于改进的弹簧-质点模型的三维服装模拟 被引量:39
12
作者 刘卉 陈纯 施伯乐 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期619-627,共9页
针对三维服装造型与效果仿真中存在的模型复杂、模拟效率低、忽略服装的结构特征等问题,提出了改进的弹簧-质点模型.利用该模型统一建立了2D→3D映射和服装真实感模拟方程,给出方程中质点所受内力和外力的组成与表达式以及动态系统的推... 针对三维服装造型与效果仿真中存在的模型复杂、模拟效率低、忽略服装的结构特征等问题,提出了改进的弹簧-质点模型.利用该模型统一建立了2D→3D映射和服装真实感模拟方程,给出方程中质点所受内力和外力的组成与表达式以及动态系统的推导和求解过程,并且描述了模拟的具体实现算法.改进的弹簧-质点模型克服了原有模型对服装织物的材料性能表达单一的缺点,考虑了拉伸、剪切、弯曲等力学性能以及省/褶等结构因素对服装外观的影响,实现了较复杂的服装外型.通过从效率与效果两个方面与其他模拟系统进行比较,发现该技术的模拟效率较高而且模拟结果较为真实.该模拟技术已经在服装企业推广应用,用户反映良好. 展开更多
关键词 弹簧-质点模型 三维服装模拟 计算机辅助设计 计算机图形学 服装设计
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一种用于软组织变形仿真的动态质点弹簧模型 被引量:32
13
作者 鲍春波 王博亮 +1 位作者 刘卓 程明 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期847-851,855,共6页
针对可以用面模型近似表示的软组织,提出一种简单可靠的软组织变形仿真的质点弹簧建模方法。虚拟体弹簧动态地产生一种约束力表现软体的体特征,准静态方法求解模型使仿真效果更好;用修改的蝶形细分方法把比较粗糙的表面网格模型先细分... 针对可以用面模型近似表示的软组织,提出一种简单可靠的软组织变形仿真的质点弹簧建模方法。虚拟体弹簧动态地产生一种约束力表现软体的体特征,准静态方法求解模型使仿真效果更好;用修改的蝶形细分方法把比较粗糙的表面网格模型先细分成若干细节层次,仿真时依质点所受力的大小动态细分,以提高模型仿真的精确度。实验表明:所提出的方法确实增强了软组织变形仿真的体积感;局部动态细分模型与粗网格模型的计算量相差甚少,但其计算精度却提高多倍。 展开更多
关键词 质点弹簧模型 虚拟体弹簧 表面网格细分 物理建模 软组织变形 实时仿真
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基于改进弹簧-质点模型的纬编织物三维模拟 被引量:9
14
作者 沙莎 蒋高明 +1 位作者 马丕波 李欣欣 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期111-115,共5页
为解决弹簧-质点模型在模拟组织结构复杂的纬编织物时模拟效果不真实、立体感不足等问题,对传统弹簧-质点模型进行改进,提出了立体化的弹簧-质点模型。改进的弹簧-质点模型能够很好地模拟组织结构较复杂的纬编织物,通过非线性的弹簧力... 为解决弹簧-质点模型在模拟组织结构复杂的纬编织物时模拟效果不真实、立体感不足等问题,对传统弹簧-质点模型进行改进,提出了立体化的弹簧-质点模型。改进的弹簧-质点模型能够很好地模拟组织结构较复杂的纬编织物,通过非线性的弹簧力模拟织物动态仿真中出现的超弹性现象。同时,采用Velocity-Verlet数值积分方法对质点的空间位移进行计算,实现了对纬编织物受到三维状态多外力作用时的动态模拟。所提方法计算速度快,实时性好。 展开更多
关键词 纬编织物 弹簧-质点模型 非线性弹簧 Velocity-Verlet
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基于弹簧-质点模型曲面展开的改进算法 被引量:5
15
作者 陈功 周来水 +1 位作者 安鲁陵 詹雯 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期1009-1014,1021,共7页
为了提高现有弹簧-质点模型曲面展开算法的速度和稳定性,提出了自适应时间步长方法.通过计算模型中各质点的惩罚力,实现了三角片翻转区域的整体调整;同时结合了考虑初速度和忽略初速度2种方法的优点;最后对一些参数的计算方法做了改进.... 为了提高现有弹簧-质点模型曲面展开算法的速度和稳定性,提出了自适应时间步长方法.通过计算模型中各质点的惩罚力,实现了三角片翻转区域的整体调整;同时结合了考虑初速度和忽略初速度2种方法的优点;最后对一些参数的计算方法做了改进.实验结果表明,该算法能够有效地消除初始展开及优化过程中出现的翻转三角片,提高了复杂曲面的展开质量. 展开更多
关键词 弹簧-质点模型 自适应时间步长 翻转区域 调整
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质点-弹簧模型驱动的体数据模型快速变形模拟 被引量:4
16
作者 谌海新 马丙辰 +1 位作者 马桂珍 魏冬冬 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期33-36,53,共5页
探讨三维体数据模型的快速真实感变形模拟和绘制方法。该方法用离散的质点-弹簧模型具有物理真实感地模拟变形过程;利用FFD从离散质点的运动信息插值求得体数据空间任意点的变形;而将重采样和绘制过程融为一体的光线虚拟弯曲技术和光线... 探讨三维体数据模型的快速真实感变形模拟和绘制方法。该方法用离散的质点-弹簧模型具有物理真实感地模拟变形过程;利用FFD从离散质点的运动信息插值求得体数据空间任意点的变形;而将重采样和绘制过程融为一体的光线虚拟弯曲技术和光线提前终止技术则避免了将大量无用计算,使变形和绘制速度明显提高;根据局部变形的连续线性特性提出了光照修正算法,算法实现简单,算出的光照浓淡变化具有高的真实感。 展开更多
关键词 模拟 变形 体绘制 弹簧-质点模型 自由变形
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质点弹簧模型在牙龈软组织形变仿真上的改进与应用 被引量:4
17
作者 马天 李娇娇 +1 位作者 李占利 李远成 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期325-333,共9页
牙龈软组织的形变仿真和建模是虚拟牙齿矫正系统的重要部分.针对外力过大时传统质点弹簧模型引起的牙龈脱落牙齿的"超弹性"问题,在传统"面模型"的基础上,通过对比形变效果和形变速度来设置形变弹簧最优阈值.当形变... 牙龈软组织的形变仿真和建模是虚拟牙齿矫正系统的重要部分.针对外力过大时传统质点弹簧模型引起的牙龈脱落牙齿的"超弹性"问题,在传统"面模型"的基础上,通过对比形变效果和形变速度来设置形变弹簧最优阈值.当形变弹簧缩短或伸长超过阈值时,将弹簧长度恢复为原始长度以作为下一次单步形变的初始长度,从而使面模型具有一种"体"的特征.在形变结束后采用"光滑度之和"来度量牙龈表面的光滑度,该方法从数值上对光滑度进行合理定义.在VTK环境下实现改进模型及相关模型,在真实扫描的牙颌三维模型数据上进行牙龈软组织形变仿真对比实验.结果表明,改进模型形变速度提高28%以上且光滑度之和明显降低,说明改进模型在保证较快形变速度的前提下较好地解决了超弹性问题. 展开更多
关键词 质点弹簧模型 软组织变形 超弹性 牙齿矫正
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基于边折叠和质点弹簧模型的网格简化优化算法 被引量:16
18
作者 李基拓 陆国栋 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期426-432,共7页
通过边折叠实现网格曲面简化,提出了保持曲面特征的边折叠基本规则,引入边折叠顺序控制因子λ,给出了折叠点坐标获取方法,简化过程中网格边长度趋于均匀.在曲面简化基础上,利用质点弹簧模型优化网格形状.将网格顶点邻域参数化到二维域上... 通过边折叠实现网格曲面简化,提出了保持曲面特征的边折叠基本规则,引入边折叠顺序控制因子λ,给出了折叠点坐标获取方法,简化过程中网格边长度趋于均匀.在曲面简化基础上,利用质点弹簧模型优化网格形状.将网格顶点邻域参数化到二维域上,在质点弹簧模型中引入约束弹簧,约束调整网格顶点,并逆映射到三维原始曲面上,局部优化网格顶点的相邻网格;调整曲面上所有网格顶点,在全局上优化网格形状.在曲面简化优化过程中,建立原始模型曲面和简化优化后曲面之间的双向映射关系;曲面的网格顶点始终在原始模型表面上滑动,并以双向Hausdorff距离衡量、控制曲面间的形状误差.应用实例表明:文中算法稳定、高效,适合于任意复杂的二维流形网格. 展开更多
关键词 边折叠 质点-弹簧模型 网格简化 网格优化 双向Hausdorff距离
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基于弹簧-质点模型的不规则曲面纹理映射 被引量:2
19
作者 李占利 刘小靖 孙瑜 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第10期3545-3548,3607,共5页
针对三角网格表示的不规则曲面的纹理映射问题,提出一种基于弹簧-质点模型的简单、高效、失真小的纹理映射算法。结合调和映射的参数化方法以及弹簧-质点模型的复杂平面展开方法,保持拓扑关系地将三维曲面投影于平面内;通过建立三角网... 针对三角网格表示的不规则曲面的纹理映射问题,提出一种基于弹簧-质点模型的简单、高效、失真小的纹理映射算法。结合调和映射的参数化方法以及弹簧-质点模型的复杂平面展开方法,保持拓扑关系地将三维曲面投影于平面内;通过建立三角网格表示的投影面的弹簧-质点模型,将不规则曲面参数化于给定大小的矩形域;利用参数化的结果计算不规则曲面各顶点的纹理坐标,进行纹理贴图。实验结果表明,该算法能够实现纹理高效、均匀、变形小地映射于任意不规则曲面上。 展开更多
关键词 纹理映射 三角网格 弹簧-质点模型 参数化 不规则曲面 纹理变形
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基于改进的质点—弹簧模型的织物模拟 被引量:5
20
作者 李健 李鹏坤 廖秋筠 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第9期2386-2388,共3页
目前,织物模拟方法普遍存在实时性不高、真实感不强等问题。针对存在的超弹性现象,提出了改进的质点—弹簧模型。与传统的质点—弹簧模型相比,改进的模型增加了两个约束条件:轻杆和轻绳。实验表明该方法不仅有效地解决了现存的超弹性现... 目前,织物模拟方法普遍存在实时性不高、真实感不强等问题。针对存在的超弹性现象,提出了改进的质点—弹簧模型。与传统的质点—弹簧模型相比,改进的模型增加了两个约束条件:轻杆和轻绳。实验表明该方法不仅有效地解决了现存的超弹性现象,而且模拟了织物撕裂现象,模拟效果更加真实。 展开更多
关键词 织物模拟 质点弹簧模型 超弹性现象 力学特性 碰撞检测
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