多层服装动画方法研究

项目名称： 多层服装动画方法研究

项目编号： No.61272322

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 王兆其

作者单位： 中国科学院计算技术研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 目前的服装动画方法研究大都针对单层服装，在应用中将内层服装当作角色的皮肤来处理，无法模拟强调层次效果的服装动态效果。当服装模型从单层变为多层，由于外层服装受内层服装的支撑，多层服装在运动过程中会频繁地出现碰撞，使得碰撞检测复杂度呈非线性增加；而且由于不同层之间通常贴合较为紧密，给碰撞响应也带来了新的难题。 基于这一背景，本项目针对多层服装的动画计算这一具体问题开展研究，拟以物理的方法为基础，研究高效、精确的碰撞检测算法，采用分层包围盒技术和特征三角形方法，减少需要进行相交测试的几何基元的数目，提高碰撞检测的效率；设计鲁棒、自然的碰撞响应机制，采用基于约束的碰撞响应方法，并引入约束条件细化机制，确保了响应的合理性和逼真性；辅以快速稳定的大规模线性方程组求解，利用雅可比迭代法，加快方程组的求解速度；最终合成视觉效果逼真的多层服装动画效果。

中文关键词： 服装动画；物理建模；碰撞检测；基于约束的碰撞响应；

英文摘要： Most research of clothing animation aims at single-layer garment. The inner layer of garment is often handled as the skin of the role. Simulation of the dynamic garment with multi-layer cloth is difficult. When the clothing model changes to multi-layer, the layers collide frequently, and the complexity of collision detection grows nonlinearly. Moreover, the different layers usually fit closely, and that brings new challenges to the collision response. Based on this backgroud, our project carries out research aiming at the concrete issue of multi-layer garment animation. We intend to begin with physical based animation method,and foucus on efficient accurate collision detection and response algorithms. We use hierarchical bounding box technology and feature triangle method to reduce the amount of geometric primitives to take intersection testing and improve the efficiency of collision detection. We will design a robust and natural method of collision response based on constraint and introduce constraint refinement mechanism to ensure a reasonable and vivid response. We will also use the Jacobi iteration to speed up the solving of large-scale linear equations. As a result, realistic multi-layer garment animation could be synthesized.

英文关键词： cloth animation；physically-based method；collision detection；constraint based collision response；