贾博 吴壮志

【摘要】基于有限元方法设计并实现了一种虚拟服装仿真系统。首先基于有限元方法对服装布料所受拉伸力和弯曲力进行建模;然后将组成服装的多块布料根据对应关系进行缝合;最后在布料缝合过程中，检测布料与人体模型之间发生的碰撞并进行碰撞响应。实验结果表明，本系统具有仿真速度快和稳定性高的特点，在褶皱及折痕等细节方面也有较好的表现。

【关键词】服装仿真;有限元;褶皱

1.引言

随着计算机硬件的发展和计算机图形学的进步，服装仿真技术日渐成熟，广泛应用于3D电影制作、游戏制作、虚拟试衣、服装CAD等领域。服装仿真技术，使用力学模型将现实生活中的服装通过计算机进行仿真重现，无需试穿便能看到真实的服装穿戴效果。由于服装属于低抗弯刚度的软物质[1]，与一般力学仿真中的刚性体、弹性体和塑性体等都有一定的区别，而且服装布料的属性多样，所以如何保证在较快仿真速度下获得折痕、褶皱等细节精度一直是服装仿真上的难点和重点。

服装仿真的关键部分是力学模型，国内外学者对此进行了比较深入的研究。Baraff D和Witkin A[2]提出的仿真系统基于有限元方法，使用隐式积分策略，能够在大时间步长下进行仿真;Volino P等[3]将隐式积分方法应用于质点弹簧模型，加快了仿真速度，但是在褶皱、折痕等细节方面的仿真效果较差;Etzmu? O等[4]提出了一种共旋转的方法，通过将应变张量分解为转动矩阵与Cauchy线性……