semisch

"Physikalische Simulation von elastischen und plastischen Verformungen in Echtzeit"

Autor: Christian Semisch
Betreuer: Prof. Dr. Charles A. Wüthrich

Abstract

The development of physically based simulations of deformation of solids is an important and steadily growing field of computer graphics. Since the late 1980s, a variety of methods, which deal with various phenomena of the physical deformation, had been developed. These differentiate between time-independent, stationary process for complex calculations and procedures for real-time interactive simulation environments. In this thesis the physical principles of solid deformation will be outlined and knowledge about the various types of deformation will be implemented in a pilot project. The acquired technique should become adaptive and represent a general solution for a variety of problem cases of the physical simulation of deformation. In addition classical and current methods of simulation of deformation are discussed and evaluated.

Kurzfassung

Die Entwicklung physikalisch basierter Verformungssimulationen von Festkörpern ist ein wichtiger und stetig wachsender Bereich der Computergrafik. Seit den späten 1980er Jahren wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden entwickelt, welche verschiedene Phänomene der physikalischen Verformung behandeln. Dabei wird differenziert zwischen zeitunabhängigen, stationären Verfahren für aufwendige Berechnungen und echtzeitfähigen Verfahren für interaktive Simulationsumgebungen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden die physikalischen Grundlagen von Festkörperverformungen erarbeitet und das Wissen über die verschiedenen Verformungsarten in einem Modellversuch umgesetzt. Das zu entwickelnde Verfahren soll dabei möglichst adaptiv sein und eine allgemeine Lösung für eine Vielzahl von Problemfällen der physikalischen Verformungssimulation darstellen. Des Weiteren werden klassische und aktuelle Methoden der Verformungssimulation diskutiert und bewertet.