物理仿真体系结构及关键方法研究

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随着计算机的硬件软件高速发展,在虚拟现实技术越来越成熟的同时,用户也对物理仿真提出了越来越高的要求。现代的虚拟现实要求实时的立体的真实感,物理仿真则是虚拟现实系统中构造真实感最重要的一个环节。本文提出一个通用的物理仿真体系结构,可灵活扩展各种仿真模型,并通过定制接口与整个虚拟现实体系方便结合,全文主要从如下几个方面论述:   首先,本文建立了自底向上的Shape-Actor-Model(SAM)仿真模型,从几何-物理-对象层次建立一个完整的物理仿真框架,并可由用户自由配置Actor以上层次的模型。   其次,本文基于SAM模型,结合经典牛顿力学,实现了关键的刚体碰撞模型和质点-弹簧模型,分析了物理仿真引擎的功能扩充与实现的方法。   最后,针对物理仿真引擎的应用集成问题,本文研究并实现了物理仿真体系与渲染引擎的集成机制,建立了通用的物理仿真引擎接口体系,可与不同类型的渲染引擎进行集成。   本文基于前人的研究成果,参考现有的一些商用及开源物理引擎,对模型、物理运动、碰撞等关键技术进行了详细的分析,构建了整个通用物理仿真体系结构,实现了一个可用于数字媒体领域的物理仿真应用的简单通用物理引擎CupidPhy。经过实验分析,基于文中所述理论所实现的物理体系是可行的,并且达到了不错的效果,实现了预期的目的。
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