JP2019149153A - リアルタイムアプリケーションにおける複数の接続されたボディのシミュレーション - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、λはコード302の張力であり、Jはヤコビ行例であり、Vは速度行例であり、tはタイムステップ、Mは質量行例である。Vは、各ボディについて、線速度νi、角速度ωiとして、例えば、(2)式で表すことが出来る。
ここで、Vij=vi+ωixrijであり、rijはi番目のボディの中央から位置Pijに向いた位置ベクトル(例えば、図3のベクトルr41及びr42参照)である。その結果、式(7)は、以下のようになる。
ここで、1<m<n
例えば、3個の接続されたボディ(n=3)の場合、ヤコビ行例は、以下のようになる。
従って、(1)式によれば、コード302の張力は、質量行列Mと速度行例Vが既知であって、ヤコビ行例Jが、n個のボディの線形成分d1、d2、…、dn−1及び角度成分
は、6個の連結されたボディのセット上での制約で有り、ここで、B3は、コード上に拘束され、L1はB1からB2のコードの長さであり、L2は、B3からB6のコードの長さである。
Claims (20)
- 接続されたボディの動きをシミュレーションする方法であって、該方法は、
(a)コードで接続された三つ以上のボディの物理的特性に関連した制約を表す制約パラメータを受け取る;
(b)現在のタイムステップでのボディの位置、線速度、角速度、質量、慣性テンソル、及び方向のうち、少なくとも一つを含むボディの状態を受け取る;
(c)外力パラメータ又は外部衝撃パラメータを受け取る、前記外力パラメータは、現在のタイムステップにおいて、接続されたボディに作用する外力を表し、外部衝撃パラメータは、現在のタイムステップにおいて、接続されたボディに作用する外部衝撃を表す;
(d)現在のタイムステップでのボディ状態と制約パラメータに基づいて、前記接続されたボディについてのヤコビ行例を決定する;
(e)現在のタイムステップでの外力パラメータ又は外部衝撃パラメータと前記ヤコビ行例に基づいて、現在のタイムステップでの前記コードに作用する張力を決定する;
(f)決定された現在のタイムステップでの張力に基づいて、前記現在のタイムステップに引き続く次のタイムステップでの前記ボディの状態をアップデートする;
ことからなることを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法において、該方法は、更に、
(g)前記アップデートされた状態に基づき、次のタイムステップでの前記コード及びボディの表示を、ディスプレイ装置に表示する;
ことを含む。 - 請求項1記載の方法において、該方法は、更に、
(g)現在のタイムステップとして、次のタイムステップをアップデートし、
ステップ(c)から(f)を該アップデートされた現在のタイムステップで繰り返す、
ことを特徴とする。 - 請求項1記載の方法において、前記制約パラメータは、(1)前記コードで接続されたボディの数、(2)各ボディ間の距離、及び(3)各ボディは前記コードに沿ってスライド可能か否か、の内少なくとも一つを含む。
- 請求項1記載の方法において、前記制約パラメータは、前記コードの質量、該コードの柔軟性及び該コードの剛性のうち、少なくとも一つを含む。
- 請求項1記載の方法において、各ステップ(c)から(f)は、記現在のタイムステップの間、一度実行される。
- 請求項1記載の方法において、該方法は、更に、
(g)次のタイムステップについてのボディのアップデートされた状態が少なくとも一つの追加的な制約を満足するか否かを決定し;
(h)次のタイムステップについてのボディのアップデートされた状態が前記少なくとも一つの追加的な制約を満足しないと決定された場合に、現在のタイムステップでの前記ボディの状態を変えて、(e)と(f)を反復する、
ことを特徴とする。 - 請求項1記載の方法において、前記外力パラメータ又は外部衝撃パラメータのうち少なくとも一つは、入力装置を介してユーザから受け取った入力に基づいて決定され、(c)と(f)をリアルタイムで実行する、ことを特徴とする。
- 請求項1記載の方法において、前記現在のタイムステップにおいて、前記コードに作用する張力は衝撃である、ことを特徴とする。
- 処理装置により実行された際に、該プロセッサに以下の処理を行わせる指示が格納されたコンピュータ可読記録媒体であって、該指示は、
(a)コードで接続された三つ以上のボディの物理的特性に関連した制約を表す制約パラメータを受け取る;
(b)現在のタイムステップでのボディの位置、線速度、角速度、質量、慣性テンソル、及び方向のうち、少なくとも一つを含むボディの状態を受け取る;
(c)外力パラメータ又は外部衝撃パラメータを受け取る、前記外力パラメータは、現在のタイムステップにおいて、接続されたボディに作用する外力を表し、外部衝撃パラメータは、現在のタイムステップにおいて、接続されたボディに作用する外部衝撃を表す;
(d)現在のタイムステップでのボディ状態と制約パラメータに基づいて、前記接続されたボディについてのヤコビ行例を決定する;
(e)現在のタイムステップでの外力パラメータ又は外部衝撃パラメータと前記ヤコビ行例に基づいて、現在のタイムステップでの前記コードに作用する張力を決定する;
(f)決定された現在のタイムステップでの張力に基づいて、前記現在のタイムステップに引き続く次のタイムステップでの前記ボディの状態をアップデートする;
ことから構成されることを特徴とする。 - 請求項10記載のコンピュータ可読記録媒体であって、前記指示は、更に、
(g)前記アップデートされた状態に基づき、次のタイムステップでの前記コード及びボディの表示を、ディスプレイ装置に表示する;
ことを含む。 - 請求項10記載のコンピュータ可読記録媒体であって、前記指示は、更に、
(g)現在のタイムステップとして次のタイムステップをアップデートし、
ステップ(c)から(f)を該アップデートされた現在のタイムステップで繰り返す、
ことを含む。 - 請求項10記載のコンピュータ可読記録媒体であって、前記制約パラメータは、(1)前記コードで接続されたボディの数、(2)各ボディ間の距離、及び(3)各ボディは前記コードに沿ってスライド可能か否か、の内少なくとも一つを含む。
- 請求項10記載のコンピュータ可読記録媒体であって、前記指示は、更に、
(g)次のタイムステップについてのボディのアップデートされた状態が少なくとも一つの追加的な制約を満足するか否かを決定し;
(h)次のタイムステップについてのボディのアップデートされた状態が前記少なくとも一つの追加的な制約を満足しないと決定された場合に、現在のタイムステップでの前記ボディの状態を変えて、(e)と(f)を反復する、
ことを含む。 - 請求項10記載のコンピュータ可読記録媒体であって、前記外力パラメータ又は外部衝撃パラメータのうち少なくとも一つは、入力装置を介してユーザから受け取った入力に基づいて決定され、(c)と(f)をリアルタイムで実行する指示を含む、ことを特徴とする。
- 以下の手順で生成されるビデオシーケンスを少なくとも部分的に有するビデオシーケンスであって、該手順は、
(a)コードで接続された三つ以上のボディの物理的特性に関連した制約を表す制約パラメータを受け取る;
(b)現在のタイムステップでのボディの位置、線速度、角速度、質量、慣性テンソル、及び方向のうち、少なくとも一つを含むボディの状態を受け取る;
(c)外力パラメータ又は外部衝撃パラメータを受け取る、前記外力パラメータは、現在のタイムステップにおいて、接続されたボディに作用する外力を表し、外部衝撃パラメータは、現在のタイムステップにおいて、接続されたボディに作用する外部衝撃を表す;
(d)現在のタイムステップでのボディ状態と制約パラメータに基づいて、前記接続されたボディについてのヤコビ行例を決定する;
(e)現在のタイムステップでの外力パラメータ又は外部衝撃パラメータと前記ヤコビ行例に基づいて、現在のタイムステップでの前記コードに作用する張力を決定する;
(f)決定された現在のタイムステップでの張力に基づいて、前記現在のタイムステップに引き続く次のタイムステップでの前記ボディの状態をアップデートする;
ことからなることを特徴とする。 - 請求項16記載のビデオシーケンスであって、前記手順は、更に、
(g)前記アップデートされた状態に基づき、次のタイムステップでの前記コード及びボディの表示を、ディスプレイ装置に表示する;
ことを含む。 - 請求項16記載のビデオシーケンスであって、前記手順は、更に、
(g)現在のタイムステップとして次のタイムステップをアップデートし、
ステップ(c)から(f)を該アップデートされた現在のタイムステップで繰り返す、
ことを特徴とする。 - 請求項16記載のビデオシーケンスであって、前記制約パラメータは、(1)前記コードで接続されたボディの数、(2)各ボディ間の距離、及び(3)各ボディは前記コードに沿ってスライド可能か否か、の内少なくとも一つを含む。
- 請求項16記載のビデオシーケンスであって、前記手順は、更に、
(g)次のタイムステップについてのボディのアップデートされた状態が少なくとも一つの追加的な制約を満足するか否かを決定し;
(h)次のタイムステップについてのボディのアップデートされた状態が前記少なくとも一つの追加的な制約を満足しないと決定された場合に、現在のタイムステップでの前記ボディの状態を変えて、(e)と(f)を反復する、
ことを特徴とする。
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