[发明专利]一种布料仿真中消除嵌入的方法及系统

权利要求书

1.一种布料仿真中消除嵌入的方法，其特征在于：包括如下步骤：

根据仿真对象建立计算模型后计算相互嵌入的三角形对和三角形对的嵌入面积；

计算嵌入面积对移动方向的梯度向量，并以所述梯度向量作为接触力的方向；

施加上述方向的接触力驱使布料发生位移消除嵌入。

2.根据权利要求1所述的一种布料仿真中消除嵌入的方法，其特征在于：所述计算嵌入面积对移动方向的梯度向量包括如下步骤：

步骤a：计算嵌入对应的交叉线段长度l和方向r：

r＝(P_i+1-P_i)/l (2)

其中，P_i＝[x_i，y_i，z_i]和P_i+1＝[x_i+1，y_i+1，z_i+1]分别表示三角网格中有两个三角形相互穿插时两个交点的坐标；

步骤b：计算交叉线段长度的梯度G：

其中，n和n′分别表示两三角形的法向向量；a和a′表示第二个三角形两个相交边的方向向量；式(3)表示一个三角形插入另一个三角形内部时交叉线段长度的梯度G；式(4)表示两个三角形互相插入时交叉线段长度的梯度G；

步骤c：计算嵌入面积对移动方向的梯度向量H：

其中，O′表示相交区域内的任意一点的坐标，Ω表示向量叉乘算子，Ω(a)b＝a×b。

3.一种布料仿真中消除嵌入的系统，其特征在于：包括

计算机建模模块：用于建立仿真物体的网络模型，所述网络模型包括几何形状单元，所述几何形状单元包括三角形和/或四边形；

嵌入消除模块：用于识别网络模型对应的嵌入区域后计算嵌入面积，并计算嵌入面积对移动方向的梯度向量后获取接触力方向；

力学仿真模块：用于根据力学方程计算仿真物体在特定内外力下的运动轨迹，所述特定内外力包括接触力。

4.根据权利要求3所述的一种布料仿真中消除嵌入的系统，其特征在于：所述嵌入消除模块包括交叉线段长度和方向计算模块、交叉线段长度的梯度计算模块和嵌入面积对移动方向的梯度向量计算模块，所述嵌入面积对移动方向的梯度向量计算模块根据交叉线段长度和方向计算模块、交叉线段长度的梯度计算模块的计算结果计算嵌入面积对移动方向的梯度向量。

5.根据权利要求3或者4所述的一种布料仿真中消除嵌入的系统，其特征在于：所述嵌入消除模块还包括相交计算单元，用于判断任意两个三角形是否相交以及相交点的坐标。