基于隐式积分的树叶形变快速仿真

作     者：魏敬敬 刘学慧 陈彦云 吴恩华 Wei Jingjing;Liu Xuehui;Chen Yanyun;Wu Enhua

作者机构：中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2015年第27卷第3期

页      面：451-459页

核心收录：

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61272326) 

主　　题：树叶老化 质点-弹簧系统 形变仿真 隐式积分 快速算法 

摘      要：针对秋天树叶形变过程的仿真问题,在双层质点-弹簧模型的基础上,提出一种半过程半物理的树叶形变快速仿真算法.由于同时调节叶肉和叶脉弹簧系数会使得树叶形变不易控制,因此对叶脉和叶肉分开进行模拟:为叶脉设计一种目标形态,叶脉形变序列的中间形态可以通过对初态和终态的插值得到,叶肉会在叶脉形变引发的弹簧力的牵引下发生相应的形变,质点-弹簧系统会在阻尼的作用下趋于稳定,上述过程是一个不断循环迭代的过程;针对显式积分求解器求解时间过长和不稳定的缺点,采用大时间步长的隐式积分求解器以显著地提高系统的稳定性和求解效率.算法分析和实验结果表明,该算法可以稳定、快速、逼真地模拟秋天树叶老化过程中几何形态的变化过程.