真实感的头发建模与仿真研究现已广泛应用于计算机动画、电子游戏、影视制作等领域。由于头发的物理特性复杂,人类头发的建模与仿真被认为是虚拟人研究中最艰巨的任务之一本文对现有的头发建模与仿真技术进行了详细的分析研究,主要完成了以下四方面的工作。第一,从Poser中导出以DXF格式存储的头部模型。采用关键点法将头部模型分为头发生长区域和非生长区域,并在头发生长区域中确定头发生长点以及头发初始的生长方向。第二,引入粒子系统对头发进行建模与仿真。采用分层模型初始化粒子。将二维的悬臂梁模型进行扩展,生成三维空间下的悬臂梁模型。根据改进的悬臂梁理论改变粒子的初始状态,生成受重力作用下的粒子集合表示头发。在每个粒子上加以纹理贴图,并且采用广告牌技术和融合技术加强纹理贴图的效果。第三,引入螺旋线模型对头发进行建模,提出以分段的螺旋线来模拟具有不同卷曲度的头发束。此方法可以对不同风格的各种卷发效果进行建模,同时也可以对直发进行建模。最后,以Visual C++6.0为平台结合OpenGL技术对以上两种建模方法进行计算机仿真,实验结果表明了两种建模方法具有可行性及有效性。