浙江工业职业技术学院 李 伟

引言

长期以来，研究人员一直寻求布料仿真的高效、稳定、实时的算法[1,2,3]，目前已提出了多种模型来解决这一问题。这些研究成果广泛应用于3D电影、网络游戏虚拟现实等领域。人物角色一直是网络游戏和虚拟现实中最重要的对象之一，而服装又覆盖人体9O%区域以上，因此视觉上真实稳定的动态布料仿真对网络游戏和虚拟现实的重要性不言而喻，但具有高度真实感的布料仿真往往计算成本很高，实时性欠缺。

本文采用典型的质点-弹簧模型，利用自适应混合积分方法来对微分方程求解，巧妙运用状态方程中的局部结构参数，计算得出自适应时间步长。仿真实验表明，该方法在保证系统稳定性同时加速了求解过程。

1.改进的质点-弹簧模型

目前研究人员提出了各种基于物理性能建模的图形表达。代表性模型分为两大类，即粒子系统模型和连续介质模型。本文中采用的布料模型与choi[4]的模型相类似，是一种粒子系统模型。这种模型的突出优点是对弯曲力和压缩力统一处理，因而得以避免了“后屈曲失稳”现象的发生，从而提供了很有吸引力的稳定结果。

本文将布料抽象为一个由m×n个虚拟质点组成的网格，质点之间用无质量的、自然长度为零的弹簧相连接。其连接关系有三种：“结构弹簧”，“剪切弹簧”，“弯曲弹簧”。

网格中每一个质点与其周围相邻的四个质点通过刚性的结构弹簧（Stretch spring）相连。与其对角线上的质点之间则通过刚性较小的剪切弹簧（Shear Spring）相连。……