Suppr超能文献

圣维南 - 基尔霍夫可变形模型的平均向量场积分

Average Vector Field Integration for St. Venant-Kirchhoff Deformable Models.

作者信息

Rojas Junior, Liu Tiantian, Kavan Ladislav

出版信息

IEEE Trans Vis Comput Graph. 2019 Aug;25(8):2529-2539. doi: 10.1109/TVCG.2018.2851233. Epub 2018 Jun 28.

Abstract

We propose Average Vector Field (AVF) integration for simulation of deformable solids in physics-based animation. Our method achieves exact energy conservation for the St. Venant-Kirchhoff material without any correction steps or extra parameters. Exact energy conservation implies that our resulting animations 1) cannot explode and 2) do not suffer from numerical damping, which are two common problems with previous numerical integration techniques. Our method produces lively motion even with large time steps as typically used in physics-based animation. Our implicit update rules can be formulated as a minimization problem and solved in a similar way as optimization-based backward Euler, with only a mild computing overhead. Our approach also supports damping and collision response models, making it easy to deploy in practical computer animation pipelines.

摘要

我们提出使用平均向量场(AVF)积分来模拟基于物理的动画中的可变形固体。我们的方法在没有任何校正步骤或额外参数的情况下,实现了圣维南 - 基尔霍夫材料的精确能量守恒。精确的能量守恒意味着我们生成的动画:1)不会爆炸;2)不会受到数值阻尼的影响,而这是先前数值积分技术中两个常见的问题。即使使用基于物理的动画中常用的大时间步长,我们的方法也能产生生动的运动。我们的隐式更新规则可以表述为一个最小化问题,并以与基于优化的向后欧拉法类似的方式求解,计算开销很小。我们的方法还支持阻尼和碰撞响应模型,便于在实际的计算机动画流程中部署。

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