[发明专利]一种布料仿真中消除嵌入的方法及系统

说明书

本发明公开了一种布料仿真中消除嵌入的方法及系统，涉及布料仿真消除嵌入方法和系统领域；其包括步骤：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；本发明计算嵌入面积对移动方向的梯度向量，并将所述梯度向量作为接触力的方向后消除嵌入，避免现有传统的接触力学模型消除嵌入存在消除嵌入效率低的问题，达到了快速消除布料仿真中的相互嵌入，更高效地仿真多层布的接触现象。

技术领域

本发明涉及布料仿真消除嵌入方法和系统领域，尤其是一种布料仿真中消除嵌入的方法及系统。

背景技术

布料仿真在服装设计、电子商务、服装定制等很多领域都有广泛的应用，而布料仿真中的关键就是接触仿真和消除嵌入。布料仿真指根据布料所受到的内力和外力，代入力学方程求解布料的运动轨迹。

现实中的布料因为接触力的存在不会相互嵌入，但是在动力学仿真中，两块没有嵌入的布是不可能产生相互的接触力。因此普遍的做法是先允许布产生相互嵌入的假设下进行一次动力学仿真，然后再根据嵌入情况引入接触力，最后在接触力的作用下进行下一次动力学仿真，不断重复以上流程，在此循环过程中通过接触力将相互嵌入消除。

有效的嵌入消除是布料仿真中重要的一个环节。传统的接触力学将接触力的方向设为接触面的法向，这种方法在消除嵌入时效率较低，因为接触面的法向不是嵌入消除最快捷的方向。因此，需要一种消除嵌入的方法能克服以上问题。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种布料仿真中消除嵌入的方法及系统,解决现有采用传统的接触力学模型消除嵌入存在消除嵌入效率低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种布料仿真中消除嵌入的方法，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。

优选地，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。

一种布料仿真中消除嵌入的系统，包括