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申请/专利权人：中北大学

摘要：本发明公开了一种基于动态时间步长的布料与流体的碰撞检测方法，使用质点弹簧模型与扩展的基于位置动力学的结合方法来建模布料，并引入小时间步长优化约束求解。对于流体，采用基于粒子速度的改进SPH方法，对粒子进行分类并施加动态时间步长以应对不同运动行为的粒子。在碰撞检测方面，分为两层剔除阶段和精确检测阶段。首先，在高层剔除阶段，通过构建混合层次包围盒树以优化检测过程，根据流体粒子的动态性，使用膨胀式AABB包围盒以适应粒子的复杂运动。其次，通过条件滤波器对通过高层剔除的基本碰撞对进行低层剔除。最后，通过精确碰撞检测输出发生碰撞的时刻和位置信息。本发明的检测效率有着显著优势，提升了实时流布交互的真实感。

主权项：1.基于动态时间步长的布料与流体的碰撞检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：使用质点弹簧模型与扩展的基于位置动力学的结合方法来建模布料，同时，在约束求解中引入小时间步长这一变量，得到布料质点的位置信息数据；步骤2：使用SPH方法对流体进行建模，并初始化流体粒子的相关物理信息包括位置、速度和质量。根据粒子速度的不同，将流体粒子分成高速粒子和低速粒子，并通过动态时间步长更新流体粒子的位置、速度信息数据；步骤3：在碰撞检测开始时，为保证流体与布料的一致性，对高速粒子和低速粒子设立不同的时间步长，以此来加快碰撞检测的效率；步骤4：将步骤1与步骤2的信息数据作为新的输入，利用高层剔除阶段中的混合层次包围盒算法判断基于布料三角形的包围盒树和基于流体粒子的包围盒树是否发生碰撞，若没有发生碰撞，则继续采用步骤1和步骤2中的方法分别对布料与流体进行下一时间步长的模拟，若发生了碰撞，则记录高速粒子-三角形碰撞对和低速粒子-三角形碰撞对，并将低速粒子-三角形碰撞对作为步骤5的输入，将高速粒子-三角形碰撞对作为步骤6的输入；步骤5：将步骤4中的低速粒子-三角形碰撞对作为低层剔除阶段的输入，通过条件滤波器方法进一步检测低速粒子与布料三角形之间的碰撞，并将得到的低速粒子-三角形碰撞对作为步骤6的输入；步骤6：将步骤4中的高速粒子-三角形碰撞对与步骤5中的低速粒子-三角形碰撞对作为步骤6的输入，利用连续碰撞检测算法对当前所有的碰撞对进行精确碰撞检测，最终输出碰撞检测结果：发生碰撞的时刻和碰撞位置。

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