Intersection-Free Contact for Physically Based Animation

Dienstag, 7. Juli 2026

Die Kontaktsimulation ist von zentraler Bedeutung für die physikbasierte Animation. Sie ist unverzichtbar für Spiele sowie für das Testen und Validieren von Robotern in simulierten Umgebungen. Während Roboter bisher meist in strukturierten Fabrikumgebungen zum Einsatz kamen, müssen sie nun zunehmend auch außerhalb solcher Umgebungen mit komplexen, verformbaren Objekten wie Textilien interagieren. Solche Objekte lassen sich nur dann sinnvoll handhaben, wenn sie sich originalgetreu simulieren lassen.

Die Simulation dieser Interaktionen ist mathematisch anspruchsvoll: Plötzliche Stöße und Reibung lassen die Bewegungsgrößen sprunghaft wechseln und führen zu sogenannten steifen Gleichungssystemen. Bestehende Echtzeitverfahren begegnen dem mit verschiedenen Strategien, müssen dabei aber meist einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und physikalischer Treue eingehen.

„Intersection-Free“-Modelle wie das Incremental-Potential-Contact-Verfahren bieten einen vielversprechenden, robusten Ansatz. Da sie mathematisch garantieren, dass Objekte niemals ineinander eindringen, ermöglichen sie deutlich stabilere Simulationen.

Im Rahmen meiner Masterarbeit stelle ich ein solches Kontaktmodell vor.