VR的物理属性往往用微分方程来描述,它构成动力学系统。这种动力学系统由系统分析和系统仿真来研究。系统仿真实际上就是动力学系统的物理仿真。 在日常观察尺度上物体属性的分析在经典力学领域,这是成熟的规律。但是力学课程一般用于理解物体属性,而这里更注意经典力学怎样支持VR属性。经典处理可以提供要求的数学基础,但不是直接涉及问题。 经典力学的仿真广泛用于帮助工程设计和分析。虽然这些传统仿真提供属性的数值规律,但还没有满足VR要求。在工程实践中,仿真是长的推理活动。工程师一般花很多时间手工开发系统的数学模型。模型再转换成仿真软件和参数选择。这样仿真才能运行。在进行设计时,初始方程必须修改,并重新运行仿真。 与此对比,VR的力学仿真必须可靠地、无缝地、自动地、实时地运行。在世界建模的范围内,任何可能发生的情况必须正确处理。近年来,计算机图形的研究开始涉及这类仿真提出的问题,这称为基于物理的建模。下面综述现有的技术。 基于物理模型的动画技术,尽管比传统动画技术的计算复杂性高,但能逼真地模拟自然物理现象。基于物理模型的动画,大致可分为三类,刚体运动模拟、塑性物体变形运动模拟、流体运动模拟。 |