[发明专利]用于模拟毛发的动力学的技术

说明书

技术领域

本发明概括地来说涉及物理模拟，更具体地，涉及用于模拟毛发的动力学的技术。

背景技术

常规的模拟引擎能够模拟各种物理对象，包括多边形、粒子、和毛发的动力学。为了模拟毛发的动力学，常规的模拟引擎典型地将每缕毛发模拟为粒子链。为了在模拟引擎中给定的时间步骤更新每个这样的粒子的位置，所述模拟引擎可以将基于物理的算法应用于粒子链中的每个粒子。当更新粒子链中的粒子的位置时，所述基于物理的算法可以包含各种运动定律，以及不同的物理约束。

当经由上述方法模拟毛发时，为了确保相邻粒子彼此之间存在固定距离，所述模拟引擎典型地在粒子链中的粒子之间强制施行行距离约束。以这种方式施行距离约束可以使得所述粒子链表现为不可伸展的，因此与一根天然的毛发更相似。

然而，施行多种不同的约束集可能是困难的，因为更新一个粒子的位置以满足一个约束集可能结果会造成该粒子的位置违反不相同的约束集。常规的模拟引擎通过在给定的时间步骤期间迭代地多次调整每个粒子的位置，直到满足所有的约束来解决该问题。

该方法的问题是：为了防止毛发表现为能伸展的，在模拟的每个时间步骤针对模拟中的每个粒子，迭代地应用基于物理的算法和相关的物理约束经常是计算密集的，且可能导致非常慢的物理模拟。减少每个时间步骤迭代的次数能够加速模拟但会导致不真实的看起来可伸展的毛发。因此，不可伸展的毛发的模拟不可能在诸如电子游戏等实时物理模拟内实现。

因此，本领域所需的是用于实时模拟毛发的更高效的技术。

发明内容

本发明的一个实施例阐述了用于生成粒子链的物理模拟的计算机实现方法，所述方法包括：基于与所述物理模拟相关联的物理规律集，生成针对粒子链中的粒子位置预测，基于所述位置预测和与所述粒子链相关联的物理约束集，生成针对所述粒子经调整的位置预测，基于与所述粒子相关联的第一速度预测因子和基于与在粒子链中毗邻于所述粒子存在的第一相邻粒子相关联的第二速度预测因子，生成针对所述粒子的速度预测，在显示设备上更新所述粒子的当前位置，以反映与所述粒子相关联的经调整的位置预测，和更新所述粒子的当前速度，以反映与所述粒子相关联的速度预测。

所公开的算法的一个优势是在所述物理模拟内的每个粒子可以只需要仅用一次所述算法的迭代以满足与每个这样的粒子相关联的约束。因此，粒子链可以表现为具有零伸展。所公开的算法因此可以在诸如电子游戏等实时模拟中实现。

附图说明

因此，可以详细地理解本发明的上述特征，并且可以参考实施例得到对如上面所简要概括的本发明更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，本公开可以具有其它等效的实施例。

图1是示出了配置为实现本发明的一个或多个方面的计算机系统的框图；

图2是根据本发明的一个实施例的、用于仿真所模拟的粒子链的方法步骤的流程图；和

图3A-3D是根据本发明的各个实施例的概念性示意图，其表示所模拟的粒子的链。

具体实施方式

在下面的描述中，将阐述大量的具体细节以提供对本发明更透彻的理解。然而，本领域的技术人员应该清楚，本发明可以在没有一个或多个这些具体细节的情况下得以实施。

系统概述