[发明专利]虚拟环境中的对象的图形模拟

说明书

本申请是PCT国际申请号为PCT/RU2009/000726、国际公布号为WO2011/078724、中国国家申请号为CN 200980163108.X、题为“虚拟环境中的对象的图形模拟”的申请的分案申请。

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技术领域

本发明一般涉及模拟引擎，更具体地涉及对虚拟环境中的物理对象进行图形模拟。

背景技术

图形模拟引擎涉及可被用于对虚拟环境中的物理模型或对象进行图形模拟的软件应用。模拟引擎可模拟并预测图形渲染对象在不同条件下的物理变化，以对该对象作为真实对象受到现实世界力和物理规律作用时的事件和影响进行近似。

现有的模拟引擎可将物理对象表示为简单或复杂粒子的集合。简单粒子缺乏空间扩展，因为简单粒子是图形粒子的表示，其中对该粒子的尺寸、形状和结构的改变在给定表示情境中不相关。因此，简单粒子一般限于支持不可变形的对象在三个空间方向上(即，三个自由度)的运动。不可变形的对象指的是如下对象：在该对象内的任何两个给定粒子之间的距离随时间保持恒定，且与施加于对象上的外力无关。

与此相反，复杂粒子可用于表示有限大小的可变形的或不可变形的对象。可变形的对象指的是如下对象：在该对象内的任何两个给定粒子之间的距离可相对于施加于该对象上的外力而随时间变化。复杂粒子占据空间，且一般实现为除了支持在三个空间方向上运动之外还支持在三个空间方向上旋转(即，六个自由度)。

由于复杂粒子和简单粒子之间的区别，与简单粒子模拟的计算相比，涉及复杂粒子模拟的碰撞相关的计算要复杂得多。而且，在复杂粒子模拟中，碰撞检测或其他参数的精度可能会随着复杂粒子数量的增加而降低。

发明内容

根据本申请的一个方面，提出了一种用于在多维虚拟空间中模拟图形对象的计算机实现方法，所述方法包括：监测第一图形对象与第二图形对象之间的近似距离，所述第一图形对象具有至少第一粒子，且所述第二图形对象具有至少第二粒子；检测所述第一粒子与所述第二粒子之间的碰撞；计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第一组力，其中在第一情境中计算所述第一组力，在所述第一情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的X种粒子属性；计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第二组力，其中在第二情境中计算所述第二组力，在所述第二情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的Y种粒子属性，其中X<Y；以及基于所述第一组力和第二组力的计算结果，计算在碰撞之后所述第一图形对象和第二图形对象中的粒子的位置和取向。

根据本申请的再一个方面，提出了一种用于在多维虚拟空间中模拟图形对象的系统，所述系统包括：用于监测第一图形对象与第二图形对象之间的近似距离的逻辑单元，所述第一图形对象具有至少第一粒子，且所述第二图形对象具有至少第二粒子；用于检测所述第一粒子与所述第二粒子之间的碰撞的逻辑单元；用于计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第一组力的逻辑单元，其中在第一情境中计算所述第一组力，在所述第一情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的X种粒子属性；用于计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第二组力的逻辑单元，其中在第二情境中计算所述第二组力，在所述第二情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的Y种粒子属性，其中X<Y；以及基于所述第一组力和第二组力的计算结果计算在碰撞之后所述第一图形对象和第二图形对象中的粒子的位置和取向的逻辑单元。