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中山大学

博士学位论文

三维织物动态仿真及相关技术研究

姓名：刘宁

申请学位级别：博士

专业：计算机软件与理论

指导教师：罗笑南

20040425
摘要三维织物动态仿真技术因其广泛的应用前景逐渐成为一个研究热点。本论文正是针对三维织物动态仿真及相关领域中的关键技术进行了深入、系统的研究，并在此基础上，对本人所作的工作进行了论述，提出自己的一些观点与看法。首先，在分析现有织物动态模拟算法的基础上，提出一种自适应网格剖分的片问的形变状态，对网格进行局部剖分与合并。通过采用1-2／1．4相结合的网格局部剖分网格属性进行物理特性和积分步长的参数修正，避免以往自适应剖分模保证逼真模拟的前提下减少计算耗费，有效地提高了三维织物仿真的模拟的计算其次，在对织物物理模型和动态网格剖分技术研究的基础上，将四点细分曲面造型技术引入三维服装模拟中的初始网格构造。从织物物理属性方面：离散的细分网格曲面可以方便地加入织物物理特征，在模拟过程中，依照精度要求改变杂的曲面，而且本文通过构造四点细分曲面的自然边界条件和曲面片间的光滑拼三维数字人体模型的建立一直以来是真实感服装模拟领域中的关键问题，由技术实际应用难题。论文针对三维数字人体模型重建中的数据检测方法进行了深入研究，针对于基于视频的三维人体数据检测方法中运动分割和识别所存在的问题，提出基于帧问二阶差分和粗采样的运动目标分割和参数提取算法，有效提高近年来，随着计算机视觉、计算机图形学和虚拟现实等相关领域的E速发展，织物快速模拟方法。针对织物模拟过程中因剖分网格固定所造成的模拟误差和计算耗费，该方法将网格自适应剖分机制引入到模拟过程中。根据模拟过程中网格剖分形式和剖分模拟中的回退机制，保证了模拟过程的一致与顺畅。同时通过对拟方法中因网格密度改变而引起织物物理属性变化所导致的模拟失败。该方法在初始网格密度。从几何造型方面，由于其细分曲面特性，不但可保证逼近任意复接条件，为模拟过程中衣片间的光滑拼接提供了有效方法。同时推导出四点细分曲面的紧支撑性，为三维服装交互式设计的局部修改性提供了理论基础。于人体三维数据获取设备和手段的限制，迄今为止仍是制约三维服装真实感模拟了运动目标分割的质量和特征参数提取效率。同时利用BP神经网络非线性映射效率。二维织物动态仿真及相关技术研究ⅡI
能力，通过构造目标识别特征向量和神经网络分类器对运动日标进行识别，取得了理想的识别准确率与识别速度。为基于视频的三维人体模型重建¨[作奠定了良好的基础，并月．奉算法应用到视频客流统计系统中，收到了满意的效果。关键词：织物模拟、自适应剖分、计算机仿真、细分曲面、人体建模、运动检测、人工神经网络=维织物动态仿真及相关技术研究摘要
DynamicSimulation3DTextileandRelativeTechnologiesAbstractItssimulationhotspotimportsimulation．Atchanged，oursubdivisionofanalyzingadjustsadjustedpropertieswidelyefficiencyadaptivetheadoptsseparmedanimation，computerduringfailuresurface三维织物动态仿真及相关技术研究garmentCompmerimportantfilmhasclothdynamicmethods，wemeshing．Aimmingmeshingsimulating，wesimulation．Accordingmeshmethodmakecombinedmechanismtime，tomethods，whichparametersmesh．Thiscomputingofsimulation．modelsemploygarmem．FromcombineSoRwareTheoryLiuNingLuoXiaonanProlessorThestudyofflexibleisforelandfieldincomputergraphicsyears．SinceitbeenappliedComputerAidedDesign，computerproductionvirtualreality，itgraduallyCAD．Inthispaper，wecomprehensivetechniquesforpertinenttechniques．Firstly，onbasisprevioushighfixedsizewhileintodistortiondegreeprocess，theproposeddensityofthelocally．Inordergorightundolocallyavoidformercausedbyc