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。
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。
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。
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。
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。
Ich plane Kamerafahrten so, dass Stoffbewegungen die Bildkomposition verstärken – flatternde Mäntel führen das Auge zur Hauptfigur, während ich bei schnellen Schwenks die Motion Blur der Simulation mit entsprechenden Shutter-Angles von 90-270 Grad synchronisiere. Die Preview-Qualität der Cloth-Simulation muss bereits am Set ausreichen, um Lighting-Setups für die finalen, hochaufgelösten Berechnungen zu bestimmen.
Ich nutze Stoffphysik als emotionale Verstärker – schwere, träge Gewänder unterstreichen Melancholie, während leichte, flatternde Stoffe Dynamik vermitteln. Die Simulation muss bereits im Storyboard mitgedacht werden, da nachträgliche Änderungen der Charakterbewegungen komplette Neuberechnungen bedeuten, die den Schnittrhythmus beeinflussen können.
Cloth-Simulationen benötigen 15-40% mehr Renderzeit als Standard-Animation, weshalb ich Berechnungszeiten von 2-8 Stunden pro Frame bei Hero-Shots einkalkuliere. Die Investition in GPU-Render-Farms amortisiert sich ab 200 Shots mit komplexer Stoffphysik, während einfachere Produktionen mit Cloud-Rendering bei 0,50-2,00 Euro pro CPU-Stunde kostengünstiger fahren.
1. Was beschreibt „Stoffsimulation" am besten?
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本词典是 Filmfarm 生态系统的一部分——与制片预算（FilmBalance）、行业杂志（FilmCircus）和剧组协作（FilmCall、CrewMesh）并列。为整个制作提供统一的术语体系。