粒子（布）到球体碰撞

Question

将一个球体约束添加到布料SIM卡的正确方法是什么？

我正在尝试添加一个约束Skeel Lee's cloth simulation source code的球体（或胶囊），但我不确定如何正确地做到这一点。

我创建了一个相当简单的约束，其中＆＃34;踢＆＃34;粒子以相反的方向从球体中退出（与矢量朝向中心相反）：

void SatisfySphereConstraints()
{
    foreach (var simObj in this.simObjects)
        simObj.CurrPosition += SphereConstraint(simObj.CurrPosition, _center, _radius);
}

Vector3 SphereConstraint(Vector3 position, Vector3 center, float radius)
{
    var delta = position - center;
    var distance = delta.Length();
    if (distance < radius)
        return (radius - distance) * delta / distance;

    return Vector3.Zero;
}

然后我在现有代码中插入了该方法：

ApplyForces();
Integrate();

for (var i = 0; i < constraintIterations; i++)
{
    foreach (Constraint constraint in constraints)
        constraint.SatisfyConstraint();

    SatisfySphereConstraints(); // <-- I added it here
}

碰撞代码适用于这种情况（C是球体的中心，P是当前粒子位置，P'是解析位置）：

但是如果粒子移动很快就会出现问题，因为粒子基本上会跳到球体的另一侧（P1是前一个位置，P2是当前位置，{{ 1}}是我认为它应该被解决的方式），而不是返回到前一个位置：

由于这是布料模拟，在这种情况下，布料基本上跳过球体，而不是“停止”＃34;由球体。

现在，我可以尝试返回前一点的方向，但由于球体也可能正在移动，我不确定P1是否是有效位置（如果它有意义）。此外，它似乎在计算上更加昂贵 - 这是我应该怎么做的，不是吗？

Answer 1

布料就像绊倒在障碍物的错误一侧并卡在那里并不常见。更常见的是当检测到碰撞时快速移动的物体重叠太多。

一个常见的解决方案是，在检测到碰撞时，将前一步骤细分，直到碰撞不太严重，然后解决它。我想你会发现试图在你的情况下检测碰撞的深度是多么困难，但是如果你能限制系统中球体的最高速度，你可以二次分割碰撞发生了固定次数的帧并假设它会好的吗？

if (it collides at time T and didn't at T-1)
    if (it collides at T-0.5)
        try T-0.75
    else
        try T-0.25

等...

您是否准备好接受它有时会出错，或者它必须始终是一个好结果？