布料模拟 (Cloth Simulation) - 计算机图形技术，用于模拟织物材质的真实运动效果以及与角色的自然交互，广泛应用于现代电影特效制作中。
技术细节
现代布料解算器每平方米布料的处理分辨率在1000-50000个顶点之间，通过诸如拉伸刚度（0.1-1.0）、弯曲阻力（0.01-0.5）和阻尼值（0.1-0.9）等参数来定义密度和弹性。 Verlet积分和基于位置的动力学（PBD）构成了稳定计算的数学基础。基于约束的系统每帧进行多达20次迭代计算，以达到逼真的褶皱效果。Marvelous Designer等专用解算器使用各向异性材料模型，分别模拟经线和纬线。
历史与发展
1986年，杰瑞·威尔（Jerry Weil）在皮克斯（Pixar）为短片《红的梦》（Red's Dream）开发了布料模拟的初步方法。1995年，泽维尔·普罗沃（Xavier Provot）确立了稳定的数值方法，有效防止了质量-弹簧系统的爆炸。2001年的《怪物史瑞克》（Shrek）首次在动画电影中大规模使用服装模拟，而2006年的《加勒比海盗2：聚魂棺》（Pirates of the Caribbean: Dead Man's Chest）则实现了水下海洋布料物理效果。Nvidia PhysX（2008）和Qualoth（2010）通过GPU加速，将复杂计算普及化，速度提升高达10倍。
在电影中的实际应用
2003年的《黑客帝国2：重装上阵》（The Matrix Reloaded）在“伯利拳击”场景中，使用40000个多边形模拟了尼奥（Neo）的斗篷，历时300帧。漫威（Marvel）系列电影中的超级英雄服装采用混合方法：特写镜头使用静态的Hero服装，远景则使用完全模拟的替身。2017年的《银翼杀手2049》（Blade Runner 2049）结合了实拍服装和模拟元素，以确保在风雨天气效果中的一致性。在工作流程上，复杂场景的布料缓存渲染速度为每秒0.5-2 GB，这需要对存储容量进行精确的预先规划。
比较与替代方案
布料模拟与毛发模拟的区别在于，布料模拟在相邻顶点之间存在双向力传递，而非毛发模拟中的单向毛囊系统。变形目标（Blend Shapes）为简单的旗帜运动提供了经济高效的替代方案，但无法实现物理上正确的质量分布。在《蜘蛛侠：平行宇宙》（Spider-Man: Into the Spider-Verse）（2018）等风格化制作中，通过基于表达式的变形器进行的程序化动画取代了模拟，因为这些作品有意追求非写实主义的运动效果。