1、進入21世紀以來，虛擬現(xiàn)實技術的高速發(fā)展覆蓋了例如影視、游戲、軍事仿真、工程模擬等諸多領域，為了能夠模擬真實世界各種復雜的物理現(xiàn)象，計算機圖形學的一直是計算機領域的研究熱點，而剛體模型的破碎特效的真實性和浸入感又在虛擬現(xiàn)實的應用環(huán)節(jié)中起著舉足輕重的作用。本文以研究實時破碎為目標，針對剛體類模型，全面分析現(xiàn)有方法的效果和存在的問題。針對基于物理的方法中存在的計算結果不可控，實時性不足，無法應用于游戲行業(yè)等缺點。在基于幾何建模方法的基礎上進

2、行了以下工作并取得了以下成果:
　　(1)研究并分析了基于幾何和基于物理兩種典型的破碎方法，并且總結了其優(yōu)缺點、應用領域、實現(xiàn)流程、關鍵技術和最終效果。
　　(2)將Voronoi算法應用到剛體破碎模擬。在2維平面內(nèi)，利用2DVoronoi分治算法在平面約束邊界內(nèi)生成了2D Voronoi裂紋。其具體過程包括插入種子點，對種子點進行迭代分組，生成Voronoi圖并融合Voronoi圖等步驟。在3維空間內(nèi)，利用3D Voron

3、oi Flip-Based增量算法將模型分割成3D Voronoi碎塊。
　　(3)利用Havok物理引擎提供的相關接口，設計了一種基于幾何建模方法的基本框架。本文以巖石類地質模型為例，具體介紹了破碎模擬方法的實現(xiàn)流程。該框架由模型預處理和物理仿真兩部分組成。在模型預處理階段，先將模型劃分成碎塊，然后在碎塊之間建立可斷裂線性約束力。在物理仿真階段，當物體表面受到撞擊，通過執(zhí)行碰撞檢測和碰撞響應，求其約束力是否到達極限從而判斷是否發(fā)