• search hit 27 of 105
Back to Result List

Bruchsimulation

Simulation of fractures

  • Aufgrund ihrer Komplexität wird die Simulation von Brüchen in echtzeitfähigen Anwendungen der Computergraphik häufig gemieden. Durch Methoden aus den Ingenieurswissenschaften können Simulationen geschaffen werden, die Spiele und andere Anwendungen enorm bereichern. Stetig steigende Rechnerleistungen ermöglichen entsprechende Simulationen in Echtzeit und machen diesen Aspekt zunehmend interessanter. Das Ziel dieser Arbeit ist die Modellierung von Brüchen starrer Körper durch eine Simulation. Der Fokus richtet sich dabei auf die physikalische Plausibilität und Performanz der Anwendung. Durch diese Ausarbeitung soll beantwortet werden, inwiefern eine Simulation von Brüchen mit Mitteln der Computergraphik umgesetzt werden kann. Es wurden drei bestehende Ansätze und eine eigene Entwicklung implementiert und analysiert. Dieser Arbeit liegen die Verfahren "Real-Time Simulation of Deformation and Fracture of Stiff Materials" von Müller et al., "Real-Time Simulation of Brittle Fracture using Modal Analysis" von Glondu et al. und "Fast and Controllable Simulation of the Shattering of Brittle Objects" von Smith et al. zugrunde. Die vorgestellten Methoden führen voneinander abweichende Bruchbildungen durch. Das eigenständig entwickelte Verfahren baut auf deren Vorzügen auf und erweitert sie mit der Idee der sekundären Risse. Die Implementierung der vier Ansätze erfolgte in der Physik-Engine Bullet. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass physikalisch basierte Brüche in Echtzeit realisierbar sind. Die Untersuchung der physikalischen Methoden auf Performanz zeigte, dass diese vor allem mit der Struktur der Objekte zusammenhängen. Die präsentierten Methoden lieferten für eine Auswahl an Objekten physikalisch plausible Ergebnisse in Echtzeit. Durch die Ausarbeitung wird deutlich, dass die weitere Erforschung der Thematik neue Möglichkeiten aufdecken kann. Die Verbesserung des Realismus in echtzeitfähigen, virtuellen Welten kann mit dem Einsatz von physikalisch plausiblen Methoden erreicht werden.
  • Real-time computing often avoids the simulation of fractures due to its complexity. The field of engineering science provides methods to create these simulations to improve games and other applications. Steadily rising computer capacities allow suitable simulations on a real-time basis and make this aspect increasingly interesting. The topic and aim of this research is to simulate fractures of stiff bodies. The primary objective is the physical plausibility and performance of the application. This thesis analyses the potential of computer science to realize the simulation of fractures. Three existing as well as one self-created were implemented and analysed. The works "Real time simulation of deformation and Fracture of stiff material" from Müller et al., "real time simulation of Brittle Fracture using Modal analysis" from Glondu et al. and "Fast and Controllable simulation of the Shattering of Brittle Objects" from Smith et al. form the basis of this thesis. The introduced methods use different computation of forces and fractures. The developed procedure uses the idea of generating secondary breaks. The approaches were implemented based on the Bullet physics-engine. The results of the work show that physically based breaks are realizable on a real-time basis. The analysis of the physical methods demonstrates that their performance mainly depends on the constitution of the used objects. This thesis shows that the further investigation of this topic can discover new possibilities. The improvement of the realism in virtual worlds can be achieved by executing physically plausible methods.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Raphael Baumeister
URN:urn:nbn:de:kola-8684
Referee:Stefan Müller, Gerrit Lochmann
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Date of completion:2014/09/26
Date of publication:2014/09/26
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 4
Release Date:2014/09/26
Tag:Bruchsimulation; Zerbrechen
Breaking; Fracturing; Shattering
Number of pages:IV, 92 Seiten
Institutes:Fachbereich 4 / Institut für Computervisualistik
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 004 Datenverarbeitung; Informatik
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG