刚体破碎特效实时模拟技术研究与实现-计算机应用技术专业论文.docxVIP

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 摘要 摘 要 在现实世界中刚体破碎是一个混沌系统。刚体破碎特效模拟最终效果受材质、 受力点以及受力方向影响。材质、受力点以及受力方向三者只要有一个变化，最 终得到的破碎效果就完全不同。如果试图凭借主观推测，几乎不可能精确得破碎 传播方向以及碎片的运动情况。客观世界中物体运动很难用一个方程表示，因此 给物体破碎精确模拟带来了不小难度。物理世界看似自由、不固定，然而物体的 破碎过程都遵循了某种物理规律。使用基于物理规律来模拟现实世界中物体破碎 过程是一个非常复杂的过程，其中涉及材料力学、数学以及计算机等领域相关知 识。这些让研究者使用物理规律来模拟现实世界中物体破碎过程变得举步维艰。 刚体破碎模拟在游戏和影视行业中运用越来越广泛。由于破碎的不可预测性， 吸引了越来越多的研究人员进入该领域。如何产生令人信服的破碎效果以及怎么 更加真实地模拟碎片的运动效果，如何利用系统底层碰撞检测系统来提高系统的 可交互性都成为了破碎模拟系统的难点。因此如何真实的模拟刚体破碎是目前虚 拟现实研究中的热点问题。 本文在目前刚体破碎模拟方法基础上，提出了预破碎和实时裂纹生成相结合 的破碎模拟方法。该方法首先运用 3D Voronoi 网格将模型分割为许多碎片，然后 将碎片用网状结构组合成一个完成模型。当模型受到外力碰撞时，根据碰撞信息 将碎片从模型中分离出去，并对碎片进行动力学模拟，同时采用多重纹理技术在 模型表面生成破碎裂纹。本论文主要工作及取得的研究成果包括： 1. 对可破碎模型进行预分割处理，然后将预处理得到的碎片通过网状结构组 合成一个完成模型，加快了可破碎物体碎片生成速度。 2. 采用 Voronoi 图模拟模型表面的裂纹，提出了正态分布随机种子点生成 Voronoi 图方法。物体受到外力碰撞时，根据碰撞信息实时生成物体表面裂纹，提 高了系统真实性。 3. 在图形渲染阶段采用了多重纹理技术和 Mipmap 技术，提高了系统模拟效 率。 关键词：破碎模拟, Voronoi 分割,预处理,裂纹模拟 I AB ABSTRACT ABSTRACT The fracture of rigid body in the real world is a chaotic system. Fracturing effects simulation affected by many factors such as materials, power point, and the direction of the force. Any change of material, the force and direction of the force, ultimately result fracture effect completely different. If you depend on speculating, it is almost impossible to get accurate result of propagation direction and the movement of fragments. In the real world, it’s very hard to search an equation to describe the movement of objects, so simulation of fracture effect is a not easy work. Fracture in real world seemingly not fixed, but in fact they follow a certain physical laws. Simulating based on the physics laws to the real-world objects is a very