OGC Cloth Simulation Test

一個基於Qt6和OpenGL的布料物理模擬系統，實現了OGC（Offset Geometry Contact）接觸模型。

功能特點

🎯 核心功能

• 布料物理模擬: 基於粒子系統的真實布料物理
• OGC接觸模型: 先進的偏移幾何接觸算法
• 實時渲染: 基於OpenGL的3D可視化
• 交互式界面: 完整的Qt6用戶界面

🔬 物理特性

• Verlet積分器用於粒子更新
• 基於位置的約束滿足（PBCS）
• 多層約束系統（結構、對角線、彎曲）
• 圓柱體-粒子碰撞檢測
• 動態風力和重力模擬

🎨 視覺效果

• 實時3D渲染
• 線框/實體渲染模式
• 粒子和約束可視化
• 碰撞體顯示
• 相機控制（旋轉、縮放）

系統要求

macOS

• macOS 10.15 (Catalina) 或更高版本
• Xcode 12 或更高版本
• Qt6.2 或更高版本
• CMake 3.16 或更高版本

依賴庫

• Qt6 Core, Widgets, OpenGL, OpenGLWidgets
• OpenGL 3.3 或更高版本

編譯安裝

1. 安裝依賴

使用 Homebrew (推薦)

# 安裝 Qt6
brew install qt6

# 安裝 CMake
brew install cmake

手動安裝

• 從 Qt官網 下載並安裝Qt6
• 從 CMake官網 下載並安裝CMake

2. 編譯項目

方法一：使用自動編譯腳本（推薦）

# 克隆項目
git clone https://github.com/chchlin1018/OGC-ClothSimulation-Test.git
cd OGC-ClothSimulation-Test

# 運行自動編譯腳本
./build.sh

方法二：手動編譯

# 克隆項目
git clone https://github.com/chchlin1018/OGC-ClothSimulation-Test.git
cd OGC-ClothSimulation-Test

# 創建編譯目錄
mkdir build && cd build

# 配置項目
cmake .. -DCMAKE_PREFIX_PATH=/opt/homebrew/lib/cmake/Qt6

# 編譯
make -j$(sysctl -n hw.ncpu)

注意: 編譯過程中可能會出現 Vulkan 相關警告，這是正常的，不會影響編譯。詳見 Vulkan 警告說明。

3. 運行程序

# 運行主程序
./OGCClothSimulation

# 運行範例程序
./examples/BasicClothTest
./examples/PerformanceTest
./examples/OpenGLRenderTest

使用說明

主程序界面

模擬控制

• 開始/停止: 控制模擬的運行狀態
• 重置: 重置布料到初始狀態
• 單步: 執行單個時間步長

場景參數

• 布料尺寸: 調整布料網格的寬度和高度
• 重力: 設定重力加速度
• 風力: 設定三個方向的風力
• 阻尼: 調整系統阻尼係數

OGC參數

• 啟用OGC: 開啟/關閉OGC接觸模型
• 接觸半徑: 調整OGC模型的接觸半徑

渲染選項

• 顯示線框: 切換線框渲染模式
• 顯示粒子: 顯示/隱藏粒子點
• 顯示碰撞體: 顯示/隱藏碰撞體
• 重置相機: 重置相機到默認視角

相機控制

• 滑鼠拖拽: 旋轉視角
• 滾輪: 縮放視圖
• 重置按鈕: 恢復默認視角

範例程序

BasicClothTest

基本的布料模擬測試，演示核心功能：

./examples/BasicClothTest

PerformanceTest

性能測試程序，比較OGC模型和基本碰撞模型：

./examples/PerformanceTest

OpenGLRenderTest

OpenGL渲染測試，展示視覺效果：

./examples/OpenGLRenderTest

項目結構

OGC-ClothSimulation-Test/
├── src/                    # 源代碼
│   ├── physics/           # 物理模擬
│   ├── ui/                # 用戶界面
│   ├── utils/             # 工具類
│   └── main.cpp           # 主程序入口
├── include/               # 頭文件
│   ├── physics/
│   ├── ui/
│   └── utils/
├── examples/              # 範例程序
├── docs/                  # 文檔
├── assets/                # 資源文件
├── build/                 # 編譯輸出
├── CMakeLists.txt         # CMake配置
└── README.md              # 本文件

技術細節

物理引擎

• 積分器: Verlet積分，提供數值穩定性
• 約束求解: 迭代式約束滿足，確保布料結構
• 碰撞檢測: 高效的幾何碰撞算法
• OGC模型: 偏移幾何接觸，提供更真實的接觸響應

渲染系統

• OpenGL版本: 3.3 Core Profile
• 渲染管線: 立即模式渲染（為了簡化）
• 抗鋸齒: 4x MSAA
• 深度測試: 啟用Z-buffer

性能優化

• 空間分割: 用於碰撞檢測優化
• 約束緩存: 減少重複計算
• 渲染批處理: 減少OpenGL調用

開發指南

添加新功能

1. 在相應的命名空間中添加類別
2. 更新CMakeLists.txt
3. 添加對應的測試程序
4. 更新文檔

調試技巧

• 使用Qt Creator進行調試
• 啟用OpenGL調試上下文
• 檢查CMake配置輸出

已知問題

1. macOS Monterey兼容性: 某些OpenGL功能可能需要額外配置
2. 高DPI顯示: 界面縮放可能需要調整
3. 性能: 大型布料網格可能影響實時性能

貢獻指南

1. Fork 本項目
2. 創建功能分支 (git checkout -b feature/AmazingFeature)
3. 提交更改 (git commit -m 'Add some AmazingFeature')
4. 推送到分支 (git push origin feature/AmazingFeature)
5. 開啟 Pull Request

許可證

本項目採用 MIT 許可證 - 詳見 LICENSE 文件。

致謝

• Qt框架提供的優秀GUI和OpenGL支持
• 物理模擬算法參考了相關學術論文
• OGC接觸模型基於最新的接觸力學研究

聯繫方式

• 項目主頁: https://github.com/yourusername/OGC-ClothSimulation-Test
• 問題報告: https://github.com/yourusername/OGC-ClothSimulation-Test/issues
• 電子郵件: [email protected]

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注意: 這是一個實驗性項目，主要用於研究和教育目的。在生產環境中使用前請進行充分測試。