董维华　汪子涵

摘要：破碎是真实世界中普遍存在的物理现象，刚体破碎仿真也在各领域中被广泛应用。本文分别从基于物理和基于非物理的建模方法产生的不同刚体破碎特效，阐述分析刚体破碎仿真的研究现状，结合当下研究和现存问题给出相关建议，并对下一步的刚体破碎研究做指引。

關键词：虚拟现实;刚体破碎仿真;Voronoi图

中图分类号：TP311     文献标识码： A

文章编号：1009-3044（2021）04-0005-02

Abstract： Fragmentation is a common physical phenomenon in the real world， and the simulation of rigid body breaking is also widely used in vario-us fields.According to the different application fields， this paper expounds and analyzes the research status of the simulation of rigid body breaking effect f-rom the modeling methods based on physics and geometry respectively. Comb-ining with the existing problems and existing work， we express our suggestion-s and analyze its advantages and disadvantages.Finally， we give guidance for t-he future research direction.

Key words：Virtual reality;Simulation of rigid body crushing;Voronoi

1 引言

破碎现象是现实世界中最常见且过程最复杂的物理现象之一，是物体在遭受外力作用后出现损毁的一种现象。近年来，刚体破碎特效仿真已经渐渐成为计算机图形学界的研究热点，其在游戏、影视、工程领域及虚拟现实领域中也有着广泛的应用，并且其破碎效果对用户的真实感体验有着巨大的影响。在娱乐行业中，为了能让用户体验更流畅，往往对实时性和交互性的要求更高，通常采用预破碎的处理方式，即在项目制作过程中对模型进行了预先破碎，用户体验过程中触发破碎事件时，则以预破碎的模型代替原始模型，以达到视觉上以假乱真的破碎效果。但通过这种方法生成的破碎效果比较单一，使得用户真实感体验大大降低。但是，真实世界中的破碎现象涉及材料力学和断裂力学的相关知识，物体破碎后所产生的无规则运动还涉及刚体动力学、牛顿力学和刚体运动学等相关学科内容，这就大大增加了研究难度。通过分析国内外公开发表文献来看，在这领域国外比中国成熟很多，国内的研究还处于发展阶段。……