逼真稳定的服装动画方法研究

项目名称： 逼真稳定的服装动画方法研究

项目编号： No.61300131

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 石敏

作者单位： 华北电力大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 服装动画技术是增强虚拟角色视觉逼真性的一种必要技术手段。为了获得逼真的服装动画效果，关键问题是构建真实有效的服装运动模型。在实际应用中，通常将构成服装的布料近似为弹性材质，采用弹性力学模型进行模拟。这种方法虽然能够较好地模拟服装运动中的弯曲褶皱，但当模拟长款或较厚的服装时，该方法将导致过度拉伸的失真动画效果。 通过在动力学系统中施加约束，能够有效抑制布料的拉伸。已有方法通常只考虑单一距离或边长约束的求解，对于包含多种约束的服装动力学系统，尚缺乏成熟的计算方法。 基于这一背景，本项目围绕稳定逼真的服装动画计算这一具体问题展开研究。首先基于布料材质特性构建拉伸约束模型；其次针对服装与人体表面相对位置关系，设计合理的位置约束模型以及鲁棒的碰撞响应约束机制；在此基础上，构建多重约束作用下的服装动画系统，并合成视觉效果逼真且计算稳定的服装动画。

中文关键词： 薄壳模型；布料动画；约束；虚拟试衣；

英文摘要： Garment animation is a necessary technical means to enhance the visual realism of character. In order to obtain realistic animation,building an effective motion model is very important. In practical applications, cloth is often taken as elastic material and simulated using elasticity model. Although this method can simulate folds and wrinkles in cloth animation, it fails in the simulation of long and thick garments because of excessive stretching distortion.Constraints imposed into dynamical systems can effectively inhibit the stretching of the cloth. A method to model and solve multi-constraints in garment animation will enhance the simulation. In this project,we will conduct the research on stable and realistic garment animation. First of all, we build the constraint to inhibit the over elongation based on material analysis. Then, we analyze the relative relationship between the garment and body surface, and design position constraint and robust collision response mechanism.On this basis, the garment animation system is build based on multiple constraints and the realistic and stable garment animation is simulated.

英文关键词： Thin Shell Model；Cloth Animation；Constraint；Virtual Try-on；