پارامتر “جرم رأس” (Vertex Mass) در شبیه‌سازی پارچه، نقش حیاتی در تعیین رفتار فیزیکی پارچه ایفا می‌کند. این پارامتر نشان‌دهنده جرم اختصاص داده‌شده به هر رأس در مش (Mesh) پارچه است و مستقیماً بر نحوه واکنش پارچه به نیروهای مختلف مانند گرانش، باد و برخوردها تأثیر می‌گذارد.
واحد اندازه‌گیری:
واحد اندازه‌گیری جرم رأس، کیلوگرم (kg) است. این واحد در سیستم بین‌المللی واحدها (SI) استاندارد است و در شبیه‌سازی‌های فیزیکی برای تعیین جرم اجسام استفاده می‌شود.
نحوه محاسبه برای انواع پارچه:
محاسبه جرم رأس برای هر نوع پارچه به دو عامل اصلی بستگی دارد.
چگالی ماده پارچه (Density): چگالی با واحد کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³) اندازه‌گیری می‌شود و نشان‌دهنده میزان جرم در واحد حجم ماده است. هر نوع پارچه مانند پنبه، ابریشم یا جین چگالی مخصوص به خود را دارد.
مساحت مرتبط با هر رأس (Area per Vertex): این مقدار بستگی به ساختار مش پارچه دارد و نشان‌دهنده مساحتی است که هر رأس در مش پوشش می‌دهد.
نقش در شبیه‌سازی پارچه:
واکنش به نیروها: جرم رأس تعیین می‌کند که پارچه چگونه به نیروهای خارجی واکنش نشان دهد. پارچه با جرم رأس بیشتر، سنگین‌تر بوده و کمتر تحت تأثیر نیروهایی مانند باد قرار می‌گیرد. برعکس، پارچه با جرم رأس کمتر، سبک‌تر بوده و به راحتی تحت تأثیر نیروها قرار می‌گیرد.
تأثیر بر حرکت و پویایی: جرم رأس بر سرعت و الگوی حرکت پارچه تأثیر می‌گذارد. پارچه‌های سنگین‌تر حرکت آهسته‌تر و پایدارتری دارند، در حالی که پارچه‌های سبک‌تر حرکات پویاتر و تغییرات سریع‌تری نشان می‌دهند.
واقع‌گرایی شبیه‌سازی: تنظیم دقیق جرم رأس بر اساس نوع پارچه و شرایط شبیه‌سازی به ایجاد حرکات طبیعی‌تر و واقع‌گرایانه‌تر کمک می‌کند.
کاربردهای عملی:
شبیه‌سازی انواع مختلف پارچه: با تنظیم جرم رأس، می‌توانید ویژگی‌های پارچه‌های مختلف را شبیه‌سازی کنید. مثلاً برای شبیه‌سازی پارچه‌های سنگین مانند پتو یا جین، جرم رأس بیشتری اختصاص دهید. برای پارچه‌های سبک مانند ابریشم یا حریر، جرم رأس کمتری تنظیم کنید.
کنترل رفتار در تعامل با محیط: جرم رأس بر نحوه تعامل پارچه با اجسام دیگر و محیط اطراف تأثیر می‌گذارد. پارچه‌های سنگین‌تر ممکن است کمتر چین‌خورده یا پرواز کنند، در حالی که پارچه‌های سبک‌تر به راحتی در باد حرکت می‌کنند.
نکات مهم در تنظیم جرم رأس:
تعادل بین پایداری و پویایی: جرم رأس باید به گونه‌ای تنظیم شود که تعادلی بین پایداری پارچه و پویایی حرکات آن ایجاد کند.
هماهنگی با سایر پارامترها: جرم رأس باید در هماهنگی با پارامترهای دیگر مانند استحکام کششی (Tension Strength) و مقاومت برشی (Shear Resistance) تنظیم شود تا شبیه‌سازی مطلوبی حاصل شود.
توجه به مقیاس و اندازه مش: اندازه و تراکم مش پارچه نیز بر محاسبه جرم رأس تأثیر می‌گذارد. در مش‌های با تعداد رأس‌های بیشتر، ممکن است نیاز به تنظیمات دقیق‌تری باشد.
فرمول محاسبه جرم رأس:
جرم رأس (Vertex Mass) =چگالی ماده (Density) × مساحت مرتبط با هر رأس (Area per Vertex)
این فرمول نشان می‌دهد که چگونه جرم هر رأس در مش پارچه بر اساس ویژگی‌های ماده و ساختار مش تعیین می‌شود.
اجزای فرمول:
چگالی ماده (Density):
تعریف: چگالی ماده میزان جرم موجود در واحد حجم آن ماده است. واحد اندازه‌گیری: کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³).
نقش در شبیه‌سازی: چگالی ماده تعیین می‌کند که پارچه به طور کلی چقدر سنگین یا سبک است. هر نوع پارچه چگالی خاص خود را دارد. برای مثال:
پنبه: حدود 800 kg/m³
ابریشم: حدود 1300 kg/m³
پشم: حدود 1300 kg/m³
جین: حدود 400 kg/m³
مساحت مرتبط با هر رأس (Area per Vertex):
تعریف: مساحتی از سطح پارچه که به هر رأس در مش اختصاص داده می‌شود.
واحد اندازه‌گیری: متر مربع (m²).
نقش در شبیه‌سازی: مساحت مرتبط با هر رأس تعیین می‌کند که هر رأس چقدر از پارچه را نمایندگی می‌کند. این مقدار به تراکم مش و نحوه تقسیم‌بندی سطح پارچه بستگی دارد.
چگونگی کارکرد فرمول:
محاسبه جرم هر رأس: با ضرب چگالی ماده در مساحت مرتبط با هر رأس، جرم آن رأس به دست می‌آید. توزیع جرم در مش: این روش باعث می‌شود جرم کل پارچه به صورت یکنواخت (یا بر اساس نیاز، به صورت متغیر) در میان تمامی رؤوس مش توزیع شود. تأثیر بر شبیه‌سازی: جرم هر رأس تعیین می‌کند که آن بخش از پارچه چگونه به نیروها واکنش نشان دهد. رؤوس سنگین‌تر کندتر حرکت می‌کنند و کمتر تحت تأثیر نیروهای خارجی قرار می‌گیرند.
تأثیر هر جزء بر شبیه‌سازی:
افزایش چگالی ماده:
نتیجه: پارچه سنگین‌تر می‌شود.
تأثیر در شبیه‌سازی: پارچه کمتر موج می‌خورد و حرکت‌های آهسته‌تر و سنگین‌تری دارد. کاهش چگالی ماده
نتیجه: پارچه سبک‌تر می‌شود.
تأثیر در شبیه‌سازی: پارچه به راحتی تحت تأثیر باد و نیروهای دیگر قرار می‌گیرد و حرکات پویاتری دارد. افزایش مساحت مرتبط با هر رأس
نتیجه: هر رأس نماینده بخش بزرگ‌تری از پارچه است و جرم بیشتری دارد. تأثیر در شبیه‌سازی: ممکن است نیاز به تنظیمات دقیق‌تر داشته باشید تا حرکات طبیعی باقی بمانند. کاهش مساحت مرتبط با هر رأس
نتیجه: هر رأس نماینده بخش کوچکتری از پارچه است و جرم کمتری دارد. تأثیر در شبیه‌سازی: پارچه ممکن است بیش از حد پویایی داشته باشد و نیاز به تنظیم پارامترهای دیگر باشد.
نحوه تعیین مساحت مرتبط با هر رأس:
مش یکنواخت:
اگر مش پارچه شما یکنواخت است (همه چهره‌ها تقریباً هم‌اندازه هستند)، می‌توانید مساحت کل پارچه را بر تعداد رؤوس تقسیم کنید.
فرمول: مساحت مرتبط با هر رأس = مساحت کل پارچه / تعداد کل رؤوس
مش غیر یکنواخت:
در صورت استفاده از مشی با چهره‌های نامساوی، ممکن است نیاز باشد مساحت مرتبط با هر رأس را بر اساس موقعیت آن رأس محاسبه کنید.
می‌توانید از ابزارهای Blender یا اسکریپت‌های سفارشی برای محاسبه مساحت دقیق هر رأس استفاده کنید.
اهمیت تنظیم دقیق جرم رأس
واقع‌گرایی در شبیه‌سازی: با تنظیم دقیق جرم رأس، می‌توانید رفتار پارچه را به صورت واقع‌گرایانه‌تر شبیه‌سازی کنید. کنترل بهتر بر حرکت پارچه: جرم رأس بر نحوه تعامل پارچه با نیروها تأثیر می‌گذارد، بنابراین با تنظیم آن می‌توانید حرکت پارچه را کنترل کنید.
بهینه‌سازی شبیه‌سازی: تنظیمات دقیق باعث می‌شود شبیه‌سازی شما کارآمدتر باشد و نتایج بهتری به دست آورید. نکات تکمیلی تأثیر مقیاس: مطمئن شوید که مقیاس مدل شما در Blender به درستی تنظیم شده است (1 واحد Blender = 1 متر) تا محاسبات چگالی و مساحت صحیح باشند. همکاری با سایر پارامترها: جرم رأس باید با سایر پارامترهای شبیه‌سازی مانند استحکام کششی، خمشی و میرایی هماهنگ باشد. آزمایش و تجربه: ممکن است نیاز باشد با مقادیر مختلف آزمایش کنید تا به رفتار مطلوب پارچه برسید.
جمع‌بندی:
فرمول “جرم رأس = چگالی × مساحت مرتبط با هر رأس” ابزاری اساسی برای تعیین جرم در شبیه‌سازی پارچه است. با درک کامل اجزای این فرمول و نحوه تأثیر هر یک بر شبیه‌سازی، می‌توانید رفتار پارچه را به دقت کنترل کرده و نتایج واقع‌گرایانه‌تری به دست آورید.
پارامتر “جرم رأس” یکی از عناصر کلیدی در شبیه‌سازی پارچه در Blender است که با تأثیرگذاری بر واکنش پارچه به نیروها و نحوه حرکت آن، به ایجاد شبیه‌سازی‌های واقع‌گرایانه کمک می‌کند. با درک درست از این پارامتر و نحوه تنظیم آن بر اساس نوع پارچه و شرایط شبیه‌سازی، می‌توانید نتایج بهتری در پروژه‌های خود به دست آورید.
