3D实用毛笔模型的物理仿真

从水墨画成画机理出发提出一个实用的3D毛笔模型系统,精确模拟毛笔几何形态及运动弯曲等动态交互行为.提出势能-阈值方法以灵活控制毛笔形变的弹塑性转化及扭转程度.采用快速分叉算法,随机生成真实感很强的毛笔分叉效果.结合3D毛笔模型和虚拟宣纸模型设计了水墨扩散传输算法,从而形成完善的水墨成画机制.上述方法可有效仿真艺术创作过程中毛笔的动态变化,实现单笔扩散、多笔次叠加和干笔飞白等数字水墨特效.

交互式毛笔书写仿真系统研究

针对现有毛笔书写仿真技术中存在毛笔弯曲、扭转变形、水墨传输效果欠佳等问题,提出了一种基于位置动力学构造虚拟毛笔模型的方法。通过设计一种笔头动态变形机制,使毛笔书写在弯曲、扭转时产生拟真化形变,实现水墨传输的效果控制,同时,在对系统进行需求分析的基础上,提出了系统的开发流程和总体设计。借助这一方法,采用Unity引擎技术,开发了交互式毛笔书写仿真系统。实验表明,上述系统笔画识别速度快、毛笔弯曲、扭转变形、水墨传输仿真效果好,是一套实用的毛笔书写或临摹练字的书写系统。

基于力反馈技术的三维模型表面绘制研究

将力反馈技术引入虚拟绘制过程中,提出一种基于力反馈技术的三维模型表面绘制方法。首先分析毛笔在三维绘制过程中的受力和变形,采用弹簧—振子模型建立三维毛笔模型;然后由毛笔碰撞变形后的最小包围球找出碰撞相关点,计算碰撞相关点的平均法矢确定投影平面,通过计算毛笔的变形得出在投影平面上的笔触,将该笔触投影到三维模型表面,同时控制毛笔的受力和运笔路径,叠加笔触获得具有特定书法效果的三维笔道;最后介绍了仿真系统,使用Phantom Desktop力反馈设备在该系统中实现了三维模型表面的绘制。仿真结果表明,该方法再现了三维模型表面绘制的力觉控制过程,增强了绘制过程中的真实感。

基于力反馈技术的毛笔笔道仿真

本文将力反馈技术引入虚拟绘制过程,提出一种基于力反馈技术的笔道仿真方法.首先通过分析力对毛笔变形的影响机理,采用弹簧-振子模型构建了一种新的毛笔力反馈仿真模型;然后通过计算毛笔模型变形时每个采样点处的笔触形状,得到笔触变化的时间序列,获得完整的笔道,实现力对笔道的动态控制.文中利用Phantom Desktop力反馈设备,成功地实现了具有力觉反馈的笔道仿真.仿真结果表明,该方法再现了传统笔道绘制中通过力触觉控制绘制的过程,有效地增强了虚拟绘制过程的真实感.

采用力反馈技术的毛笔建模

将力反馈技术引入虚拟绘制过程,提出一种新的毛笔建模方法,实时仿真中国书画绘制过程中毛笔变形和笔纸之间的水墨传输过程.通过中心骨架和表面两层结构构建毛笔几何模型.采用弹簧振子模型仿真力作用下毛笔中心骨架弯曲变形和毛笔表面变形,实现力对毛笔变形的动态控制.通过毛笔水墨量实时计算方法仿真书画绘制过程中笔纸之间的水墨传输过程.基于硬件组件HPxw8600工作站和Phantom Desktop力反馈设备,构建带有力反馈技术的虚拟绘制系统.在该系统中,用户通过Phantom Desktop力反馈设备实现实时绘制,增强了虚拟绘制过程的真实感.

A virtual 3D interactive painting method for Chinese calligraphy and painting based on real-time force feedback technology

本文提出了一种新的基于实时力反馈技术的中国书画三维交互绘制方法。本文通过分析毛笔受力与变形的关系,基于一种弹簧振子模型构建了三维毛笔模型。根据毛笔受力产生的变形计算得到毛笔在绘制平面上形成的2D笔触,并将其实时映射到3D物体表面形成3D笔触,沿着绘制方向叠加3D笔触形成3D笔道。本方法已成功应用于基于实时力反馈技术的虚拟三维交互绘制系统,用户可以通过Phantom Desktop力反馈设备实时绘制三维笔道,从而实现对三维交互绘制过程的有效仿真。