过去几十年里,计算机动画一直是人们研究的热点,实时仿真运动的布料是计算机动画的重要组成部分,吸引了越来越多的研究。虽然布料仿真非常重要,并且已经有了大量的研究,但快速、理想的布料仿真直到现在仍然是一个挑战。论文介绍了基于物理模型的实时布料仿真技术,包括建模、运动控制、碰撞检测与碰撞响应,提出了基于层次四叉树的碰撞检测方法,提高检测效率。论文的主要研究内容及贡献包括以下几个方面:首先,介绍了布料的质点-弹簧模型和其它建模方法,分析了各种建模方法的优缺点,在此基础上改进了经典的矩形质点-弹簧模型,利用经典的牛顿力学模型和运动学定律分析该模型的受力情况,引入了扰动力增加模型的柔性,建立布料的运动学仿真方程,给出了模型中质点所受内力、外力的表达式和求解方法。然后,分析了实时布料仿真中的碰撞检测与响应技术,讨论了技术难点,在详细分析了矩形布料的特点后,提出了基于层次四叉树的碰撞检测算法。实时布料仿真技术的碰撞检测包括布料与场景内物体的碰撞检测和布料自身的碰撞检测,在布料与场景内物体的碰撞检测中,我们为布料块的包围球建立了一棵层次四叉树,基于层次四叉树测试布料是否与场景内物体发生碰撞,在布料自身的碰撞检测中,我们又利用布料的三角形表面曲率创建布料表面法向量的包围圆锥,并把包围圆锥的信息附加到层次四叉树的节点中,简化布料自身的求交计算,进一步提高了布料自身碰撞检测的效率。最后,简要介绍了跨平台开源图形开发软件包OSG(OpenSceneGraph)的特点,分析了实时布料仿真的特点,给出了算法的工作流程,在OSG环境支持下实现了该算法,给出了系统的运行若干实例。实验证明,本文给出的实时布料仿真技术可以仿真的布料实时运动效果,减少刚性太强等失真现象,提高了碰撞检测的计算效率,在绘制速度和真实感方面都取得了较好的效果。