支持交互式切割的柔性体实时变形算法开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

柔性体变形模拟是计算机图形学和虚拟现实领域中的重要研究课题，其目标是真实地模拟现实世界中柔软物体的行为。

而交互式切割作为柔性体变形模拟的一种高级应用，在游戏娱乐、医疗模拟、影视特效等领域具有广泛的应用前景。

本选题旨在研究支持交互式切割的柔性体实时变形算法，以提高虚拟环境中交互性和真实感。

2. 本选题国内外研究状况综述

柔性体变形模拟和交互式切割技术一直是计算机图形学领域的热点研究方向，国内外学者在该领域已取得了大量的研究成果。

1. 国内研究现状

国内学者在柔性体变形模拟方面开展了大量研究工作，并取得了一定的成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.研究现有的柔性体变形模型，例如质点弹簧模型、有限元模型等，分析其优缺点以及对交互式切割的支持程度。

2.研究现有的交互式切割算法，例如基于四面体网格的切割、基于水平集的切割等，分析其效率、稳定性和适用范围。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论研究与实验相结合的方法，逐步深入地开展研究工作。

1.文献调研阶段：广泛查阅国内外相关领域的文献资料，了解柔性体变形模拟、交互式切割、实时计算等方面的最新研究成果，为本研究提供理论基础。

2.算法设计与实现阶段：a)选择合适的柔性体模型，并对其进行改进，使其能够支持交互式切割。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：1.提出一种新的支持交互式切割的柔性体实时变形算法，该算法能够高效、稳定地模拟柔性体的变形和切割行为。

2.提出一种新的切割边界处理方法，该方法能够使切割后的边界更加平滑自然，提高切割效果的真实感。

3.利用gpu加速等技术提高算法的实时性，使其能够满足实时交互的需求。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.毛乐,白晓颖,刘天添,等.面向虚拟手术仿真的软组织切割与缝合研究进展[j].中国图象图形学报,2018,23(10):1513-1531.

2.徐鹏,张树生,张亚萍,等.虚拟手术中软组织力反馈交互技术研究综述[j].系统仿真学报,2019,31(10):2117-2130.

3.刘世霞,王文成,张静,等.基于物理的软组织变形模型研究[j].计算机应用研究,2017,34(01):55-60.