DiffCloth: Дифференцируемое моделирование тканей с контактным взаимодействием при сухом трении

Моделирование тканей находит широкое применение в компьютерной анимации, проектировании одежды и роботизированном одевании. В этой работе представлен дифференцируемый симулятор тканей, дополнительная градиентная информация которого облегчает решение задач, связанных с тканями. Наш дифференцируемый симулятор расширяет современный симулятор тканей, основанный на методе проектной динамики (Projective Dynamics, PD) и учитывающий контактное взаимодействие при сухом трении [Ly et al. 2020]. Основываясь на предыдущей работе [Du et al. 2021], мы предлагаем быстрый и новый метод вычисления градиентов в моделировании тканей на основе PD с контактным взаимодействием при сухом трении. Кроме того, мы проводим всесторонний анализ и оценку полезности градиентов при моделировании тканей с многочисленными контактами. Наконец, мы демонстрируем эффективность нашего симулятора в ряде последующих приложений, включая идентификацию системы, оптимизацию траекторий для роботизированного одевания, управление с обратной связью, обратное проектирование и перенос из реального мира в симуляцию. Мы наблюдаем существенное ускорение при использовании нашей градиентной информации для решения большинства этих задач.