Stable and Easily Parallizable Cloth Animation Method

안정적이고 병렬화가 용이한 옷감 애니메이션 기법

  • Published : 2005.08.01

Abstract

Implicit Integration has become a standard approach to efficient cloth animation, and it guarantees the stability of the system so that large steps can be used. Therefore, it is regarded as the best method for the real-time or interactive animation of cloth. Since the implicit method was introduced for stable cloth animation, various cloth animation techniques based on the method have been proposed. It is now possible to generate the real-time animation of cloth model with thousands of mass-point in general PC environments. Although the implicit method guarantees the stability, the implementation of the implicit method is generally more difficult than that of the explicit method. Even worse, it is very difficult to parallelize the computation process of the implicit method. The cloth animation with implicit method can be formalized as a linear system solving. In this paper we propose an stable and efficient cloth animation techniques based on the implicit method. The proposed method can be easily parallelized. Self-collision is another important issue in cloth animation, we also propose an efficient self-collision avoidance techniques.

효율적인 옷감 애니메이션 생성을 위해 암시적 적분법이 표준적 접근법으로 자리 잡았다. 이 기법은 시스템의 안정성이 보장되므로 큰 시간 간격을 사용할 수 있으며, 옷감 모델의 실시간 혹은 상호작용적 애니메이션을 위한 최선의 선택으로 받아들여지고 있다. 암시적 방법이 옷감 애니메이션에 도입된 이후 다양한 종류의 암시적 적분 기반 옷감 애니메이션 기법들이 제안되었으며 일반적인 PC 환경에서 수천 개의 질점을 가진 옷감 모델을 실시간에 시뮬레이션 할 수 있는 수준에 도달해 있다. 암시적 적분법이 안정성을 보장한다는 장점을 가지지만 명시적 기법에 비해 구현이 조금 더 복잡하며 병렬화가 어렵다는 문제를 가지고 있다. 암시적 적분법을 통해 옷감 애니메이션을 생성하는 것은 대규모 희소행렬을 가진 선형 시스템을 푸는 것으로 정형화된다. 본 논문에서는 암시적 적분법의 특성을 이용하여 안정적으로 복잡한 옷감 모델의 동작을 생성하면서도 매우 쉽게 병렬화가 가능한 기법을 제안한다. 옷감 애니메이션은 동작 시뮬레이션과 함께 자체충돌을 고려해야만 사실적인 결과를 얻을 수 있다. 그런데 자체충돌 감지 역시 중요한 계산상의 병목으로 작용한다. 본 논문에서는 효율적인 자체 충돌 처리 기법도 같이 제안한다.

Keywords

References

  1. David Baraff and Andrew Witkin. Large steps in cloth simulation. Proceedings of SIGGRAPH 98, pp. 43-54, 1998
  2. A. Vlachos, J. Peters, C. Boyd, and J. Mitchell. Curved PN triangles. Symposium on Interactive 3D Graphics 2001, pp. 159-166, 2001
  3. Kwang-Jin Choi and Hyeong-Seok Ko. Stable but responsive cloth. ACM Transactions on Graphics: Proceedings of SIGGRAPH 2002. pp. 604-611. 2002
  4. Frederic Cordier and Nadia Magnenat- Thalmann. Realtime animation of dressed virtual humans. Proceedings of Eurographics 2002, 2002
  5. Mathieu Desbrun, Peter Schroder, and Alan Barr. Interactive animation of structured deformable objects. Graphics Interface '99, pp. 1-8, 1999
  6. Young-Min Kang, Jeong-Hyeon Choi, Hwan-Gue Cho, and Chan-Jong Park. An efficient animation of wrinkled cloth with approximate implicit integration. The Visual Computer Journal, 17(3):147-157, 2001 https://doi.org/10.1007/s003710100103
  7. M. Kass. An introduction to continuum dynamics for computer graphics. In SIGGRAPH Course Note: Physically-based Modelling. ACM SIGGRAPH, 1995
  8. Masaki Oshita and Akifumi Makinouchi. Real-time cloth simulation with sparse particles and curved faces. Proc. of Computer Animation 2001, pp. 220-227, November 2001
  9. Xavier Provot. Collision and self-collision handling in cloth model dedicated to design. Computer Animation and Simulation '97, pp. 177-190, September 1997
  10. Pascal Volino and Nadia Magnenat-Thalmann. Efficient self-collision detection on smoothly discretized surface animations using geometrical shape regularity. Computer Graphics Forum, 13(3): 155-166, 1994