El término modelado de telas se utiliza para simular telas dentro de un programa informático, generalmente en el contexto de gráficos por computadora en 3D . Los principales enfoques utilizados para esto se pueden clasificar en tres tipos básicos: geométrico, físico y partícula/energía.
La mayoría de los modelos de tela se basan en "partículas" de masa conectadas en algún tipo de malla. La física newtoniana se utiliza para modelar cada partícula mediante el uso de una "caja negra" llamada motor de física . Esto implica el uso de la ley básica del movimiento (Segunda Ley de Newton):
En todos estos modelos, el objetivo es encontrar la posición y la forma de un trozo de tela utilizando esta ecuación básica y varios otros métodos.
Jerry Weil fue pionero en la primera de estas técnicas, la geométrica, en 1986. [1] Su trabajo se centró en aproximar el aspecto de la tela al tratarla como una colección de cables y utilizar curvas de coseno hiperbólico (catenaria). Debido a esto, no es adecuada para modelos dinámicos, pero funciona muy bien para renders estacionarios o de un solo cuadro. [1] Esta técnica crea una forma subyacente a partir de puntos individuales; luego, analiza cada conjunto de tres de estos puntos y asigna una curva catenaria al conjunto. Luego, toma el más bajo de cada conjunto superpuesto y lo utiliza para el render.
La segunda técnica trata la tela como una red de partículas conectadas entre sí por resortes. Mientras que el enfoque geométrico no tenía en cuenta el estiramiento inherente de un material tejido, este modelo físico tiene en cuenta el estiramiento (tensión), la rigidez y el peso:
Ahora aplicamos el principio básico del equilibrio mecánico en el que todos los cuerpos buscan la energía más baja diferenciando esta ecuación para encontrar la energía mínima.
El último método es más complejo que los dos primeros. La técnica de partículas lleva los métodos físicos un paso más allá y supone que tenemos una red de partículas que interactúan directamente. En lugar de resortes, se utilizan las interacciones energéticas de las partículas para determinar la forma de la tela. Se utiliza una ecuación de energía que se suma a la siguiente:
A esta ecuación se pueden añadir los términos de energía añadida por cualquier fuente, y luego derivar y encontrar los mínimos, lo que generaliza nuestro modelo. Esto permite modelar el comportamiento de la tela en cualquier circunstancia y, dado que la tela se trata como una colección de partículas, su comportamiento se puede describir con la dinámica proporcionada en nuestro motor de física.
