Real-Time Cloth Simulation on Virtual Human Character Using Enhanced Position Based Dynamic Framework Technique

Abstract

كانت محاكاة القماش والرسوم المتحركة موضوعًا للبحث منذ منتصف الثمانينيات في مجال رسومات الكمبيوتر. إن فرض عدم الضغط مهم جدًا في محاكاة الوقت الفعلي. على الرغم من أن هناك إنجازات كبيرة في هذا الصدد ، إلا أنها لا تزال تعاني من استهلاك الوقت غير الضروري في خطوات معينة شائعة في التطبيقات في الوقت الفعلي. يطور هذا البحث محاكاة قماش في الوقت الفعلي لشخصية بشرية افتراضية مرتدية ملابس. وقد حققت هذه المخطوطة الاهداف في محاكاة القماش على الشخصية الافتراضة من خلال تعزيز إطار الديناميكيات القائمة على الموقع من خلال حساب سلسلة من القيود الموضعية التي تنفذ كثافات ثابتة. أيضا ، يتم تنفيذ التصادم الذاتي والاصطدام مع الكبسولات المتحركة لتحقيق قماش سلوك واقعي على غرار الرسوم المتحركة. وذلك لتمكين عدم قابلية المقارنة والالتقاء مقارنة بمذيبات دالة تشوه جيب التمام عند التنفيذ ، نحقق تصادمًا محسنًا بين الملابس ، ومزامنة الرسوم المتحركة مع محاكاة القماش وتحديد خصائص القماش للحصول على أفضل النتائج الممكنة. لذلك ، تم تحقيق محاكاة القماش في الوقت الحقيقي ، مع إخراج معقول ، على الشخصية الافتراضية المتحركة. ندرك أن طريقتنا المقترحة يمكن أن تكون بمثابة استكمال للبحوث السابقة في حقل ملابس الشخصيات الافتراضية.     Cloth simulation and animation has been the topic of research since the mid-80's in the field of computer graphics. Enforcing incompressible is very important in real time simulation. Although, there are great achievements in this regard, it still suffers from unnecessary time consumption in certain steps that is common in real time applications.   This research develops a real-time cloth simulator for a virtual human character (VHC) with wearable clothing. This research achieves success in cloth simulation on the VHC through enhancing the position-based dynamics (PBD) framework by computing a series of positional constraints which implement constant densities. Also, the self-collision and collision with moving capsules is implemented to achieve realistic behavior cloth modelled on animated characters. This is to enable comparable incompressibility and convergence to raised cosine deformation (RCD) function solvers. On implementation, this research achieves optimized collision between clothes, syncing of the animation with the cloth simulation and setting the properties of the cloth to get the best results possible. Therefore, a real-time cloth simulation, with believable output, on animated VHC is achieved. This research perceives our proposed method can serve as a completion to the game assets clothing pipeline