1、織物動態(tài)仿真是柔性大變形物體仿真的一個典型代表，它涉及計算機圖形學(xué)的真實感顯示、織物復(fù)雜的物理與機械性能分析等的理論與技術(shù)，難度較高。在視覺動畫、服裝CAD、虛擬試衣、織物-機械耦合系統(tǒng)虛擬樣機等方面有較大的應(yīng)用前景，對它的研究具有較高的理論意義和應(yīng)用前景。
　　 本文以仿真真實度與仿真時間作為主要指標對織物仿真中的若干問題進行了研究。根據(jù)織物仿真結(jié)果及仿真模型的大量表象，解讀模型的構(gòu)造機理及本質(zhì)，作為本研究的基礎(chǔ)。分析了模型內(nèi)

2、部物理參數(shù)及力對質(zhì)點運動規(guī)律的影響，建立與仿真結(jié)果的聯(lián)系，揭示了模型的仿真規(guī)律，并建立了仿真結(jié)果的客觀評價體系，指導(dǎo)仿真。從模型的本質(zhì)及仿真規(guī)律入手，尋求兼顧仿真速度和真實性這對矛盾體的方法和條件。拓展織物仿真的研究廣度，抽取柔性體及其仿真的更深層次本質(zhì)，建立與剛性體及其仿真的聯(lián)系，實現(xiàn)剛?cè)峤y(tǒng)一建模。
　　 首先，審視了用于織物仿真的各種模型，厘清了模型的表象，明晰了模型的構(gòu)造機理，從科學(xué)層面抽象了模型。提出織物仿真模型基于幾何

3、結(jié)構(gòu)與物理屬性，明確了幾何與物理在仿真中的各自作用，指出模型的物理屬性控制模型的幾何屬性，對織物仿真模型研究的重點應(yīng)該放在對物理屬性的改進上。
　　 其次，對質(zhì)點-彈簧模型仿真機理進行了深入的分析，理清了質(zhì)點在力作用下的運動規(guī)律，明晰了阻尼系數(shù)在仿真中的關(guān)鍵作用;建立了質(zhì)點的運動軌跡與仿真結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系，給出了一個能反映織物仿真客觀情況的參考系，指導(dǎo)仿真時對模型參數(shù)的合理選擇。
　　 第三，借助動力學(xué)求解質(zhì)點力與運動兩類

4、問題正反求解理論，提出了一個基于廣義逆運動理論的雙向迭代算法，在提高仿真速度的同時，減少了失真現(xiàn)象，較好的兼顧了仿真的真實性與仿真速度這一對矛盾體。闡明了質(zhì)點-彈簧模型逆運動的存在性，建立了逆運動的動力學(xué)微分方程，設(shè)計了雙向運動合成的銜接處理算法，給出了逆運動初始位置的設(shè)定方法。并從理論和實驗兩方面證實了該算法可在有效縮短仿真時間的同時減少失真現(xiàn)象。
　　 第四，在剛?cè)岵乃枷胫笇?dǎo)下，基于主流剛體仿真軟件建立了一個具有織物屬性

5、的剛?cè)岵鷦恿W(xué)仿真模型，實現(xiàn)織物-機械的統(tǒng)一建模。分析了織物-機械統(tǒng)一建模的必要性，提出了剛?cè)岵慕y(tǒng)一建模的方法。并基于主流剛體仿真軟件進行了驗證性的實驗，能與機械系統(tǒng)進行信息交互，初步實現(xiàn)了織物-機械的耦合。該模型既剛又柔，適應(yīng)強，擴展更易。
　　 最后，對全文研究內(nèi)容進行了總結(jié)，指出研究工作中存在的不足，明確了下一步的研究方向。指出目前解決織物等柔性大變形體仿真的另一個問題是提高微分方程的求解效率。對于求解方法及解的結(jié)果