计算机图形学--动画与模拟

本文介绍了动画制作中的关键帧动画原理,包括关键帧插值和控制线条。接着探讨了利用物理模拟,如牛顿定律,来计算物体运动状态的方法,特别提到了衣服和水面的仿真。此外,详细阐述了质点弹簧系统在模拟绳子、头发和布料等软体物体中的应用,展示了如何通过弹簧模型来创建逼真的动画效果。

动画的历史

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关键帧动画

在2个位置之间补充关键得位置,这种方式叫做关键帧。
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关键帧插值,计算出中间的帧
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控制关键帧插值的线条
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物理模拟

比如:使用牛顿定律,计算物体下一个时刻的位置。推导或者实现不同的物理公式,计算下一个时刻物体的状态。
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建立正确的受力模型,可以模拟衣服或者布料。
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例子:衣服的仿真
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例子:水面的仿真
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质点弹簧系统

质点弹簧系统:就是一系列相互连接质点和弹簧 。一个弹簧左右连接着2个质点。
简单的质点和弹簧:
a和b相互作用,a和b受到大小相等,方向相反的力。受力的大小和弹簧的拉伸成正比
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考虑弹簧不是长度为0,加上弹簧的原始长度,公式如下图所示:
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符号说明:
在这里插入图片描述弹簧永远会震动,添加一个反作用力。
·b在这里插入图片描述
b-a的相对速度,投影到a~b运动的方向上。b点受到的摩擦力。
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用弹簧模拟布料:
有切变得情况
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限制切变
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对角的切变
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不管怎么弯曲平面,都会引起弹簧的变化
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例子:
模拟绳子
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模拟头发
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模拟布料
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