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硬货!揭秘Style3D高仿真背后的“技术芯”

发布时间:2023-09-22 05:56:24 人气: 来源:下载雷火电竞亚洲先驱
案例介绍

  在Style3D中,高度逼线D服装、柔性自然的版型、经得起50倍放大的面料细节以及可静可动的虚拟模特等吸引了一大批设计师及服企的眼光,而藏在梦幻视觉效果的背后,则是Style3D日益进步的服装数字技术。

  Style3D作为国内唯一一款大型商业化柔性体仿真工业软件,其核心技术大致上可以分为:柔性仿真、服装真实感渲染、服装CAD设计。

  今天,我们就来揭秘下,Style3D背后的“技术芯”之一:基于物理的布料仿真技术。

  在服装产业链的研发端,服装设计的3D数字化革新中,面临的一个大难题是对面料进行高精度的仿真模拟。

  由于现实中的布料具有复杂的物理特性,既有弹性也有塑形、既可以自由变形又无法过度拉伸、既可以是针织结构也可以是纺织结构,所以高质量高效率的布料仿真在计算机图形学领域是一直都是一个非常有挑战性的研究问题。

  Style3D作为一款成熟的服装3D建模设计软件,服装设计师通过在Style3D中进行数值化的2D服装版片设计,利用三角形网格生成算法在3D空间中得到服装网格,再通过一定的版片安排策略与恰当的缝合工艺,设计师就能通过实时仿真技术获得虚拟的成衣效果。

  其中a代表布料的加速度,fint代表布料由形变产生的弹性力,fext代表外部施加给布料的外力,比如重力、风力与撕扯力等。该运动方程满足牛顿第二运动定律,本质上是一个非线性方程,能够正常的使用非线性优化方法中的牛顿法来求解。如上图所示,在经过质点弹簧模拟的受力分析之后,一块布料网格可以表现出符合基本物理规律的运动。

  碰撞处理:为了能够更好的保证布料模拟的物理真实性,需要保证布料不穿透进人体,布料之间也需要保证没有相交。碰撞处理大体上分为两步:碰撞检测与相交解除。在碰撞检测中,高效的包围盒层次结构 (Bounding Volume Hierarchy: BVH)被广泛的用来加速碰撞剔除。Style3D中基于GPU并行加速的BVH实现方案足以支持实时模拟20万三角形的服装网格进行实时的模拟。

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