基于Voronoi图的实时刚体破碎模拟

作     者：宁江凡 路石 李思昆 Ning Jiangfan;Lu Shi;Li Sikun

作者机构：国防科学技术大学计算机学院软件所长沙410073 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2011年第23卷第5期

页      面：825-832页

核心收录：

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家"九七三"重点基础研究发展计划项目(2009CB723803) 

主　　题：Voronoi图 刚体 破碎 真实感 

摘      要：为了实现具有较强物理真实感的刚体破碎实时模拟,提出了一种基于预计算和Voronoi图的刚体破碎模拟方法.首先分析脆性刚体材料破碎过程,得到拟合性较好的正态分布种子点,在此基础上采用脱机增量算法和格雷厄姆凸包生成算法,生成刚体破碎的Voronoi多边形;然后根据能量守恒方程和材料力学分析,计算破碎区和裂纹区的半径,并根据碰撞过程中的能量转换约束条件推导出破碎后的碎片速度;最后计算碎片间的碰撞检测以及碰撞后的速度、姿态等,得到碎片的运动状态.实验结果表明,该方法不仅可以满足游戏、仿真中交互的实时性需求,同时碎片的产生以及运动符合物理规律,具有较强的真实感.