鄭利平　周乘龍　程亞軍　陳　星

1(合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院　安徽 合肥 230009)2(中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院　北京 100048)

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面向Remeshing的混合材質(zhì)布料仿真

鄭利平1周乘龍1程亞軍1陳星2

1(合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院安徽 合肥 230009)2(中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院北京 100048)

摘要目前布料仿真所采用的布料模型主要是單一材質(zhì)的，導(dǎo)致了布料的真實(shí)性和多樣性沒(méi)有得到很好體現(xiàn)。從布料材質(zhì)的多樣性角度出發(fā)，對(duì)Narain提出的自適應(yīng)Remeshing方法進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)展，使其適合于混合材質(zhì)問(wèn)題。首先提出一種交互方法對(duì)布料模型進(jìn)行分割，然后通過(guò)材質(zhì)屬性庫(kù)為分割的區(qū)域填充不同的材質(zhì)，設(shè)計(jì)出混合材質(zhì)的布料模型，并通過(guò)改進(jìn)的自適應(yīng)網(wǎng)格法來(lái)克服布料模型材質(zhì)單一性的限制，得到真實(shí)感較強(qiáng)的混合材質(zhì)布料仿真效果。

關(guān)鍵詞布料仿真交互混合材質(zhì)重網(wǎng)格化

0引言

布料仿真作為一門新興的技術(shù)在3D電影動(dòng)畫、電子游戲、虛擬試衣等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在仿真過(guò)程中，往往要求仿真出的布料動(dòng)畫具有豐富細(xì)膩的細(xì)節(jié)特征和較高的逼真程度。而布料動(dòng)畫的逼真感不僅僅取決于布料的褶皺細(xì)節(jié)，同時(shí)也取決于布料所選用的材質(zhì)。

從布料的物理特性來(lái)講，不同的材質(zhì)如絲綢和羊毛，由于內(nèi)部紡線結(jié)構(gòu)和編織方式的不同，在相同外力(如風(fēng)力)的作用下，二者的仿真效果是明顯不同的。具體表現(xiàn)在：前者的形變程度會(huì)明顯比后者大，更容易發(fā)生拉伸、彎曲、剪切和產(chǎn)生各種褶皺。在服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域目前研究[1,2]表明，服裝設(shè)計(jì)極大程度上依賴于服裝材料的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，而不同材質(zhì)的衣服表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)特性是不同的。在布料仿真研究中，毛天露等人[3]提出了一種基于實(shí)例的布料模型運(yùn)動(dòng)參數(shù)學(xué)習(xí)方法，給出了不同材質(zhì)布料塊的運(yùn)動(dòng)對(duì)比情況。Bhat等人[4]通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得出了不同材質(zhì)衣服精確的運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)。但以上方法均未考慮由幾種不同材質(zhì)的布料片縫制而成的混合材質(zhì)衣服情況，無(wú)法仿真出現(xiàn)實(shí)中衣服樣式的多樣性和真實(shí)性。

基于上述原因，本文從衣服材質(zhì)角度出發(fā)，創(chuàng)新性地提出一種基于自適應(yīng)網(wǎng)格法的混合材質(zhì)布料仿真方法。首先對(duì)仿真所用的衣服模型進(jìn)行樣式和材質(zhì)設(shè)計(jì)，得到混合材質(zhì)衣服模型。最后將該模型置于自然環(huán)境中實(shí)現(xiàn)布料模型與人體模型、外力之間的交互來(lái)展現(xiàn)布料的動(dòng)態(tài)細(xì)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠生成樣式各異且真實(shí)感較強(qiáng)的仿真效果，同時(shí)也可以為其他仿真平臺(tái)以及服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供便利。

1相關(guān)工作

布料仿真是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的研究難點(diǎn)之一，如何快速地仿真出逼真的布料動(dòng)畫效果是布料仿真的核心問(wèn)題。布料在力學(xué)特性上屬于柔性物體，容易產(chǎn)生各種褶皺，在外力的作用下會(huì)產(chǎn)生很大的形變，且布料的形變同材料、織造制造方法密切相關(guān)。由于形變的復(fù)雜性，難以構(gòu)造統(tǒng)一的、能夠適用各種情況的模型。在布料模型的建模方面，Provot等人[5-7]使用彈簧質(zhì)點(diǎn)模型來(lái)模擬布料，但是仿真結(jié)果的真實(shí)感較低。Choi[8]等使用基于四邊形網(wǎng)格的Choi系統(tǒng)，但該方法的適用性較低。Baraff等人[9]使用幾何表示能力更強(qiáng)、適應(yīng)范圍更大的三角網(wǎng)格來(lái)表示布料模型,并提出了隱式積分法解決了數(shù)值積分過(guò)程中的不穩(wěn)定問(wèn)題，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。

在布料仿真的真實(shí)感方面 Feng等人[10]、Wang等人[11]等提出了一種混合方法將高精度的褶皺模型和低精度的運(yùn)動(dòng)模型相結(jié)合，得到了比較精細(xì)的實(shí)驗(yàn)效果。但是因?yàn)椴煌?xì)程度的模型采用的驅(qū)動(dòng)技術(shù)不同，所以在變形過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生變形的不平滑。Jiao等人[12]、Narain等人[13]采用自適應(yīng)網(wǎng)格法來(lái)動(dòng)態(tài)仿真不同精細(xì)程度的網(wǎng)格，較好地實(shí)現(xiàn)了真實(shí)感和時(shí)間效率的折中。在布料材質(zhì)的研究方面，Etzmuss等人[14]使用有限元法來(lái)建模彈性、易擴(kuò)展布料，將具有不同材質(zhì)信息的CAD二維模型塊，進(jìn)行組合拼接來(lái)進(jìn)行仿真，該方法容易出現(xiàn)拼接部分效果差且時(shí)間代價(jià)較大。Wang等人[15]使用分段線性彈性模型來(lái)模擬各種材質(zhì)的非線性、各項(xiàng)異性拉伸和彎曲行為，并對(duì)該種彈性模型的真實(shí)布料的拉伸和彎曲系數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量，得到了實(shí)驗(yàn)布料的精確材質(zhì)屬性信息。

2基于自適應(yīng)網(wǎng)格法的布料仿真

在布料仿真過(guò)程中，要使得生成的仿真效果具有很強(qiáng)的真實(shí)感，通常要使用高精度模型，但是這樣會(huì)大大增加算法的時(shí)間損耗。文獻(xiàn)[13]采用了自適應(yīng)網(wǎng)格法來(lái)進(jìn)行仿真,采用Remeshing技術(shù)，在彎曲變形程度較大、褶皺細(xì)節(jié)較多的區(qū)域采用高密度網(wǎng)格。而在變形程度不大、細(xì)節(jié)較少的區(qū)域使用相對(duì)稀疏的網(wǎng)格，在保證仿真結(jié)果真實(shí)性的前提下，提高算法的效率，取得動(dòng)畫效果與計(jì)算效率的平衡。文獻(xiàn)[13]的具體算法是根據(jù)文獻(xiàn)[16-18]中的方法首先為整個(gè)布料網(wǎng)格模型建立張量場(chǎng)M。M描述的是每個(gè)位置和方向上允許的最大邊長(zhǎng)，并提出了三種基本的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)布料模型的動(dòng)態(tài)Remeshing，分別是split(分裂)操作、flipped(翻轉(zhuǎn))操作、collapsed(坍塌)操作，如圖1所示。

圖1　Remeshing操作示意圖

2.1Split操作

(1)

其中nj表示頂點(diǎn)j的法向量，εf表示元素的應(yīng)變張量，‖·‖F(xiàn)表示F-范數(shù)，adjaci表示頂點(diǎn)i的所有鄰點(diǎn)集合。當(dāng)Q(Xi)取得最小值時(shí)，此時(shí)的Xi即為新頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

2.2Flipped操作

如圖1(c)圖所示，假定邊ij有鄰點(diǎn)k、l，邊ij要翻轉(zhuǎn)形成邊kl必須滿足式(2)：

(2)

其中符號(hào)a×b=axby-aybx，Mavg表示四個(gè)頂點(diǎn)的平均張量。

2.3Collapsed操作

如圖1(d)圖所示，collapsed操作可以從邊的任意一個(gè)頂點(diǎn)開(kāi)始。但是以下情況是不允許執(zhí)行collapsed操作的：

(1) collapsed操作產(chǎn)生的面僅僅是顛倒了原來(lái)的面，或者該面的長(zhǎng)寬比太小，造成網(wǎng)格的質(zhì)量差。

(2) 經(jīng)過(guò)collapsed操作之后模型中產(chǎn)生了近似無(wú)效邊。

這里仿真過(guò)程中生成的邊大小一般不超過(guò)1-h，這樣的邊成為近似無(wú)效邊。h是一個(gè)比較小的磁滯參數(shù)，文獻(xiàn)[13]中取h=0.2。

3混合材質(zhì)布料仿真

文獻(xiàn)[13]提出的方法雖然能夠較好地實(shí)現(xiàn)布料仿真過(guò)程中布料的真實(shí)感和仿真速度的平衡。但該方法只適用于單一材質(zhì)的布料模型而無(wú)法仿真出混合材質(zhì)的布料模型，沒(méi)有很好地體現(xiàn)出用戶和仿真系統(tǒng)之間的交互性和布料的多樣性。為解決該問(wèn)題，我們需要對(duì)單一材質(zhì)的布料模型按照用戶的需求進(jìn)行自定義分割，進(jìn)行衣服的樣式設(shè)計(jì)，構(gòu)建多樣化的材質(zhì)信息庫(kù)。并為分割后的不同區(qū)域賦予不同的材質(zhì)屬性信息，進(jìn)行衣服的材質(zhì)設(shè)計(jì)，組合出一種混合材質(zhì)的布料模型，再使用該模型進(jìn)行后續(xù)仿真。

3.1布料模型交互式分割

對(duì)于布料模型的自定義分割，本文引入線性劃分的概念。由用戶輸入若干條分割線，所有分割線分割區(qū)域的交集確定一個(gè)封閉的區(qū)域，該區(qū)域即為用戶所需區(qū)域。為保證不產(chǎn)生錯(cuò)誤的分割結(jié)果，這里要求初始的衣服模型沒(méi)有折疊，且待分割的模型表面沒(méi)有較大的彎曲。

圖2　交互式分割示意圖

簡(jiǎn)要的分割示意如圖2所示。不失一般性，任意選取上述輸入模型的一小塊網(wǎng)格，即示意圖2中由△ABC、△ACD、△DCE、△DEF組成的區(qū)域。線段PQ作為分割線是算法的輸入，通過(guò)該線段來(lái)將網(wǎng)格分塊。

具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：首先計(jì)算出PQ的方程記為：

(3)其中a、b、c、m0、m1、m2為已知量，簡(jiǎn)記該方程為f，因?yàn)榉指罹€的頂點(diǎn)處在三角面片的不同位置需要進(jìn)行不同的三角化操作，故需要判定圖中起點(diǎn)P的位置，包含以下三種情況(如圖3所示)：

圖3　點(diǎn)P分布示意圖

(2) 點(diǎn)P位于△ABC頂點(diǎn)上，如圖3(b)所示。這種情況不必對(duì)△ABC進(jìn)行細(xì)致劃分。但需要遍歷該點(diǎn)的所有鄰接三角形，并分別計(jì)算每個(gè)三角形三條邊的方程，求出交點(diǎn)，后續(xù)步驟同(1)相同。

(3) 點(diǎn)P位于△ABC某邊上，如圖3(c)所示。從P點(diǎn)出發(fā)三角化△ABC。同(1)相比少了一次從M點(diǎn)出發(fā)的三角化(該三角化的面是已經(jīng)三角化之后的△ABC形成的小三角面)，后續(xù)步驟同(1)相同。

同樣地，終點(diǎn)Q的情況也分為以上三種，也需要進(jìn)行位置判別后對(duì)應(yīng)情況的三角劃分。此外，當(dāng)P、Q兩點(diǎn)同時(shí)處在同一個(gè)三角形中，因?yàn)閷?duì)布料模型的劃分通常涉及的三角網(wǎng)格數(shù)很多，當(dāng)分割線處在同一個(gè)三角形中時(shí)劃分的區(qū)域很小，最后得出的仿真結(jié)果很不明顯，所以這種情況的輸入是沒(méi)有意義的。

由此給出算法過(guò)程如下：

算法：衣服模型交互式分割算法

輸入:分割線段集L={li…ln}，衣服模型m。記F為m中三角面集合，V為m中頂點(diǎn)集合，E為m中邊集合。

輸出:分割處理后的衣服模型。

1.FOR EACH li(1≤i≤n)

2.記P為li起點(diǎn)，Q為終點(diǎn)

3.計(jì)算li的方程fi

4.FOR EACH t∈F

5.IF t∩P≠?

6.定義變量Temp←P

7.MeshDivision(t,Temp,fi,Q)

8.END IF

9.END FOR

10.END FOR

11.根據(jù)L選定線性劃分區(qū)域，標(biāo)定該區(qū)域內(nèi)部所有三角面片

算法過(guò)程：MeshDivision

12.MeshDivision(t,Temp,fi,Q) {

13.WHILE (Temp≠Q(mào))

14.IF Temp在t內(nèi)部OR t的某條邊上

16.按常規(guī)方法三角化面t

17.ELSE IF Temp在t的某個(gè)頂點(diǎn)上

19.END IF

21.IF (M = ?)

22.RETURN

23.END IF

24.IF (M為t某頂點(diǎn))

25.Temp←M

26.CONTINUE

27.ELSE

28.存儲(chǔ)M所在邊e的不為t的鄰接面s按常規(guī)方法三角化t

29.IF (s =?)

30.存儲(chǔ)e的非空鄰接面r，按常規(guī)方法三角化面r

31.RETURN

32.ELSE

33.存儲(chǔ)e的非s鄰接面y，按常規(guī)方法三角化面y

34.Temp←M

35.MeshDivision(s,Temp,fi,Q)

36.END WHILE

37.}

3.2材質(zhì)屬性添加

布料因?yàn)榫幙椖Ｊ降牟煌屠w維方式的差異常表現(xiàn)出復(fù)雜的非線性彈性行為，而布料的彈性、粘性這些參數(shù)與材質(zhì)的屬性相關(guān)。布料的材質(zhì)屬性信息元素項(xiàng)主要包括：材料密度、拉伸系數(shù)矩陣、剪切系數(shù)矩陣、彎曲系數(shù)矩陣等。文獻(xiàn)[15]中通過(guò)對(duì)實(shí)際布料進(jìn)行測(cè)量得到大量的材質(zhì)屬性信息。本文引用該信息構(gòu)建材質(zhì)庫(kù)，參照服裝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行仿真。上述經(jīng)分割后的布料模型在邏輯上是彼此獨(dú)立但在物理上是一體的，這就避免了文獻(xiàn)[14]拼接上的問(wèn)題。首先對(duì)三角面片賦予材質(zhì)信息，然后離散到各個(gè)模型頂點(diǎn)上，對(duì)于分割線上的頂點(diǎn)使用加權(quán)平均的方法來(lái)得出該點(diǎn)的材質(zhì)屬性信息。

為了減小系統(tǒng)的時(shí)間開(kāi)銷，本文將整個(gè)模型分割操作和材質(zhì)信息的賦予操作放在整個(gè)仿真過(guò)程的預(yù)處理部分。

3.3自適應(yīng)網(wǎng)格法改進(jìn)

在文獻(xiàn)[13]的算法過(guò)程中，三種Remeshing操作會(huì)經(jīng)常破壞原本的三角面而產(chǎn)生了新的三角面?？紤]本文的混合材質(zhì)情況，可能會(huì)導(dǎo)致原本三角面的材質(zhì)信息發(fā)生改變，出現(xiàn)畸變，這一畸變現(xiàn)象集中表現(xiàn)在已經(jīng)劃分好的區(qū)域邊界。如圖4所示，圖中黑色實(shí)線代表三角網(wǎng)格的邊線，紅色實(shí)線表示分割線，紅色虛線表示劃分過(guò)程中的三角化過(guò)程線。字母A(B)表示該三角區(qū)域適應(yīng)的材質(zhì)是A(B)材質(zhì)。該圖模擬了collapsed操作引發(fā)的畸變。

圖4　Collapsed畸變模擬示意圖

為解決該問(wèn)題，需要保證在Remeshing過(guò)程中分割邊界的相對(duì)完整性，同時(shí)最大程度上保證Remeshing操作的進(jìn)行，使仿真結(jié)果的精度不至于下降，在不出現(xiàn)劇烈形變時(shí)避免了邊界畸變現(xiàn)象。由此，我們對(duì)文獻(xiàn)[13]算法提出了改進(jìn)，步驟如下：

1) 遍歷模型的邊集合E，找出所有的邊e，滿足共享邊e的兩個(gè)面材質(zhì)信息不同，即e為兩種不同的材質(zhì)的分界邊。

2) 將上述以e為公共邊的三角形從原模型的面集合F中刪除，并加入邊界面集合F′中。將邊e的兩個(gè)頂點(diǎn)從原模型的頂點(diǎn)集合V中刪除，并加入新建的約束點(diǎn)集合V′中。

3) 在自適應(yīng)的Remeshing過(guò)程中:

(1) 執(zhí)行split操作時(shí)：對(duì)于?f∈F，將經(jīng)過(guò)該操作之后生成的新面放入F中，而對(duì)于?f∈F′，將經(jīng)過(guò)該操作之后生成的新面放入F′中。

(2) 執(zhí)行flipped操作時(shí)：對(duì)于?f∈F′，此時(shí)如果f中的邊ei∈E(0≤i≤2)，對(duì)該邊進(jìn)行flipped操作會(huì)引起邊界的畸變。故對(duì)于該邊，需要限制其flipped操作，對(duì)于f中的其他兩條邊則無(wú)需增加限制(同樣地將經(jīng)過(guò)該操作之后生成的新面加入F′中并刪除原面)。

(3) 執(zhí)行collapsed操作時(shí)：如圖4(a)，頂點(diǎn)M只能經(jīng)過(guò)collapsed操作到其鄰點(diǎn)H、J、Q、P、O、N中的其中一點(diǎn)，不難發(fā)現(xiàn)引發(fā)邊界畸變的是M點(diǎn)坍塌到N、H、P、Q點(diǎn)而坍塌到O、J兩點(diǎn)時(shí)則不會(huì)引起畸變。即對(duì)于?v∈V′，允許該點(diǎn)坍塌到點(diǎn)v′當(dāng)且僅當(dāng)v′∈V′且v′為v的鄰接點(diǎn)。然后從V′中刪除點(diǎn)v，將生成的新面加入F′中并刪除原面。對(duì)于?v∈V，可將其經(jīng)collapsed操作到其鄰接點(diǎn)v′(v′∈V or v′∈V′)。

3.4作用力模型

在布料模擬中，為了提高仿真效果的真實(shí)感，往往要考慮力對(duì)布料的影響。仿真模型中受到的外部作用力主要包括風(fēng)力、重力等。受到的內(nèi)部作用力可以直接應(yīng)用文獻(xiàn)[19]的公式導(dǎo)出，然后將作用力離散到三角面片的頂點(diǎn)即可,方法比較成熟。需要考慮的附加作用力包括：阻尼力、空氣阻力以及摩擦力。增加阻尼力是為了體現(xiàn)布料的厚實(shí)度，適當(dāng)?shù)淖枘崃μ砑涌梢苑乐共剂铣霈F(xiàn)不切實(shí)際的平面內(nèi)振動(dòng)，增加空氣阻力則是為了增加輕質(zhì)布料的真實(shí)感，而摩擦力的考慮則是因?yàn)椴剂吓c人體模型之間發(fā)生摩擦，需要計(jì)算出摩擦力。這些力模型均采用目前較成熟的模型。

4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本文的實(shí)驗(yàn)環(huán)境為64位Ubuntu 9.0 操作系統(tǒng)，主機(jī)CPU為Intel Core四核 Q8400 2.66 GHz，內(nèi)存6 GB，程序運(yùn)行環(huán)境為Eclipse+vim，采用OpenGL作為顯示和交互平臺(tái)，其他庫(kù)包括 BLAS、Boost、LAPACK、libpng、gfortran。實(shí)現(xiàn)了混合材質(zhì)布料模型的仿真，經(jīng)過(guò)分割仿真的實(shí)驗(yàn)效果如圖5所示。圖5中所采用的材質(zhì)信息為表1所示。

圖5　不同混合材質(zhì)模型的分割效果圖

單肩裙粉色藍(lán)色材質(zhì)成分95%棉5%氨綸60%棉40%滌綸密度(kg/m2)0.2760.187誤差(mm)1.922.58T恤藍(lán)色紅色材質(zhì)成分87%尼龍13%氨綸60%棉40%滌綸密度(kg/m2)0.2040.187誤差(mm)1.572.58連衣裙天藍(lán)色淺黃色材質(zhì)成分99%棉1%氨綸100%滌綸密度(kg/m2)0.3240.113誤差(mm)2.302.06

以T恤模型為例，圖6為用戶對(duì)布料模型的自定義分割，圖中均為劃分后模型的初始狀態(tài)，即為第0幀的狀態(tài)。

圖6　用戶自定義分割效果圖

在仿真過(guò)程中，布料模型受到外界作用力如風(fēng)力的影響開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中如果使用不加約束的自適應(yīng)網(wǎng)格法來(lái)進(jìn)行仿真得到的效果如圖7(a)所示，出現(xiàn)畸變；使用改進(jìn)的自適應(yīng)網(wǎng)格法仿真效果如圖7(b)所示，畸變現(xiàn)象得以消除。

在給出的三種模型中，連衣裙模型與人體模型之間的貼身效果最差，在同等環(huán)境下表現(xiàn)出形變的差異最為明顯，我們仿真出相同環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。圖8(a)-(c)展示的是單一材質(zhì)布料的渲染效果，圖8(d)-(f)混合材質(zhì)布料的渲染效果。可以看出隨著風(fēng)力的逐漸加大，因?yàn)閮煞N衣服模型的上半部分采用的材質(zhì)相同，為密度較大的皮革混合物，所以相對(duì)而言形變、褶皺細(xì)節(jié)基本相同；而下半部分圖8(d)-(f)采用的純滌綸材料相對(duì)于圖8(a)-(c)采用的皮革混合物更為輕柔，在相同的環(huán)境中發(fā)生的形變較大，“僵硬”感覺(jué)較小，生成的褶皺細(xì)節(jié)更為豐富，該實(shí)驗(yàn)效果符合自然物理現(xiàn)象。

圖8　單一材質(zhì)布料與混合材質(zhì)布料運(yùn)動(dòng)對(duì)比圖

5結(jié)語(yǔ)

本文在之前研究工作的基礎(chǔ)上，從布料材質(zhì)的多樣性角度出發(fā)，搭建系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行模擬仿真。成功地實(shí)現(xiàn)了混合布料的仿真并得到了非實(shí)時(shí)性仿真動(dòng)畫，取得了真實(shí)感較強(qiáng)的效果，更好地展現(xiàn)出衣服樣式的多樣性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用于服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域以及其他仿真平臺(tái)。在下一步研究工作中，本文將討論復(fù)雜情況下模型的分割，如在網(wǎng)格上劃分出圓形、弧形等復(fù)雜形狀。并將進(jìn)一步研究和探索減少算法的時(shí)間復(fù)雜度方法。

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收稿日期：2015-01-21。國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61300118)；安徽省科技強(qiáng)警項(xiàng)目(1401b042009)。鄭利平，副教授，主研領(lǐng)域：可視化，群體和疏散仿真。周乘龍，碩士生。程亞軍，碩士生。陳星，工程師。

中圖分類號(hào)TP391.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

DOI:10.3969/j.issn.1000-386x.2016.07.045

REMESHING-ORIENTED MULTI-MATERIAL CLOTH SIMULATION

Zheng Liping1Zhou Chenglong1Cheng Yajun1Chen Xing2

1(SchoolofComputerandInformation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,Anhui,China)2(ChinaAcademyofAerospaceSystemsScienceandEngineering,Beijing100048,China)

AbstractCurrently the cloth models used by cloths simulation are mainly the single material cloths, and this leads to the reality and diversity of cloths not being well exhibited. Proceeding from the diversity point of view of cloth material, in this paper we improve and extend Narain’s adaptive Remeshing method to make it adapt to the multi-materials cloth cases. First we present an interactive method to segment the cloth model. Then we fill the segmented parts with different materials through material attributes library and have designed the cloth models in multi-material. Moreover, through the improved adaptive Remeshing method we overcome the limitation of singularity in material of cloth model and obtain the simulation effect of multi-material cloth with quite high reality.

KeywordsCloth simulationInteractionMulti-materialRemeshing