Simulación de telas representadas por triángulos: Teoría e implementación

Abstract

La simulación de telas ha tomado cada vez más peso con el pasar de los años. Tanto para simulaciones físicas exactas, animaciones o videojuegos, se han dedicado importantes recursos en el desarrollo de nuevas y mejores estrategias de simulación. La reciente pandemia y el aumento de la compra de ropa online aporta la motivación inicial a este trabajo. ¿Por qué no existe probadores virtuales? ¿es caro computacionalmente simular telas? Para obtener una noción inicial que permita a futuro responder estas preguntas, se estudian las bases de las simulaciones de tela y se desarrolla un programa para poder visualizarlas en tiempo real de manera interactiva. El programa de visualización permite combinar distintos algoritmos y ver su resultado en una escena sencilla: una tela cayendo sobre un modelo 3D a elección. Tanto las características de la tela, el objeto y los parámetros de los algoritmos se pueden manipular desde la interfaz del programa antes o durante la simulación. Una simulación tiene tres componentes principales: un modelo que define cómo responde la tela ante el cambio, un método de integración numérica que calcula la próxima posición de la tela a partir de sus posiciones previas y un método de colisión que detecta y corrige cuando la tela intersecta consigo misma u otro objeto. Este trabajo estudia e implementa en formato de librería dos modelos, masa - resorte y mecánicas continuas; un método de integración, Verlet; y un método de colisión, acelerado con octree. La librería desarrollada es utilizada por el programa de visualización, pero es independiente a este, por lo que permite implementar nuevos algoritmos y evaluar su desempeño (velocidad y memoria) de manera sencilla. Queda como principal trabajo futuro mejorar el encapsulamiento general de las capas que componen el programa de visualización e implementar en la librería algoritmos que consideren fuerzas externas como viento y roce; y colisiones de la tela consigo misma.