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    基于點模型的有限元算法分析.pdf 70頁

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    • 上傳作者 hp20083(上傳創作收益人)
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    西安電子科技大學 學位論文獨創性(創新性)聲明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及耿得的研究 成果。盡我所知,除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內容以外,論文中不 包含其他人已經發表或撰寫過的研究成果;也不包含為獲得西安電子科技大學或 其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做 的任何貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。 申請學位論文與資料若有不實之處,本人承擔一切相關責任。 本人簽名:撿壘 西安電子科技大學 關于論文使用授權的說明 本人完全了解西安電子科技大學有關保留和使用學位論文的規定,即:研究 生在校攻讀學位期問論文工作的知識產權單位屬西安電子科技大學。本人保證畢 業離校后,發表論文或使用論文工作成果時署名單位仍然為西安電子科技大學。 學校有權保留送交論文的復印件,允許查閱和借閱論文;學校可以公布論文的全 部或部分內容,可以允許采用影印、縮印或其它復制手段保存論文(保密的論文 在解密后遵守此規定)。 本人簽名:趲!毒 導師簽名: 第一章緒論 第一章緒論 1.1基于物理過程的仿真研究背景與現狀 1.1.1基于物理過程仿真的廣泛應用 隨著計算機圖形學理論和技術的迅速發展,計算機圖形學的應用已經拓展到 工程設計、機械制造、模擬仿真以及游戲娛樂等諸多領域,與此同時,三維數據 作為一種新的媒體數據也被人們廣泛關注。在多學科交叉的新型領域罩三維數據 具有廣泛的應用前景。 相對于二維圖像而言,三維的表現形式,能夠全方位的展現一個物體,具有 二維平面圖象不可比擬的優勢,三維技術記錄的場景信息更加全面豐富,允許用 戶從各個角度觀察分析場景,從而得到更加準確的信息。例如:通過三維掃描來 記錄地質勘探,考古挖掘中的現場,便于專業人員全方位研究其地形地貌;在一 些重要的現場,三維數據可以使人們從各個視角觀察現場,避免二維圖像由于視 點影響造成的遮蔽問題。 三維數據應用于虛擬現實技術可以建立真實感很強的場景環境。例如:在網 絡游戲,電影娛樂方面,三維技術的應用給人以強烈的視覺沖擊和身臨其境般的 真實感;在遠程手術,電子購物,文化教育方面,三維技術可以展示給人們現場 的真實情況,人們不需要親臨現場就可以達到自己的目的。 另外,記錄物體精確信息的三維數據具有保存價值,可以在需要的時候再現 物體的本來面目。例如:對于歷史遺跡和重要文物的三維建模,不僅可以讓人們 從不同角度觀察欣賞這些瑰寶,更重要的是可以為這些重要遺跡保存一份完整、 真實的數據記錄,一旦被意外破壞,人們可以根據這些真實數據進行修復和再現。 隨著三維建模技術的發展,靜態的三維模型已經不能滿足實際市場的需要, 例如在虛擬現實場景中,3D動畫制作,計算機輔助設計當中需要逼真的三維動態 畫面,尤其是基于物理過程的模擬,需要嚴格的基于數學,動力學,熱學,化學 等相關學科的理論基礎。例如,關于颶風,海嘯的的模擬,對于國民經濟具有不 可估量的價值。在本文就是在產生靜態三維模型數據的基礎上研究現實世界中動 態的,尤其是物體的變形的物理模型和計算方法,使其能用計算機圖形學的方法 方便的表示出來。 基丁.點模型的有限元算法研究 1.1.2研究現狀 基于計算機圖形學的虛擬現實、科學計算可視化及計算機仿真技術是當前學 術界研究的熱點,其中,基于動態物理過程的建模與仿真是主要的研究方向之一。 在處理動態問題中,早期用的是純幾何的方法,但是很難取得很好的效果,而基 于物理的建模方法不但在建模過程中彌補了幾何建模的不足,在交互式仿真過程 中,也增強了仿真的真實感。 幽1.1基丁_物理過程仿真的基本程序 計算機圖形學關于理想實體的模擬仿真方法,例如剛體,水,煙,布料,頭發等 等已經非常完善。這些實體具有理想的流動性或者理想的剛度,沒有彈性變形或塑 性變形。近兩年來,更具現實物理特性的仿真方法開始發展。例如口香糖,生面團, 粘土,牙膏等等可以在同常生活中見到的材料的模擬,還有在電影,3D游戲中經 常可見的熔

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