Computer Animation中用到的力学基础知识

  1. Holonomic constraints vs. Nonholonomic constraints:
    中文译名是,完整约束 vs 非完整约束。

在英语里,holonomic这个词除了完整的,还有可积分的这个意思。所以我们还可以从数学计算的角度来尝试理解这两个名词(Holonomic 和 Nonholonomic)的意义。

下面我会贴几段参考来的解释,并附上自己的理解。
1.1 以下来自维基百科

1.1.1

1.1.2
1.1.3

我的理解:某个物理系统中如果存在完整约束,则这个约束依赖于构成系统的所有particles(在经典力学中,它表示一个只有位置和质量这两个属性的模型)的位置和给定的时刻。注意我说的是时刻,而不是时间。如果是时间的话,位置再加上时间就有了位移,而位移加上时间又有了速度。而如果该系统的状态还依赖于速度的话,那它就不是一个有完整约束的系统。

1.2 某国外物理论坛

1.2.1

首先,我们不考虑他说的拉格朗日之类的东西(因为我也不懂那是啥。。。),只看他所举的例子。
我的理解:位置坐标之间就有函数关系的,是完整约束。否则,是非完整约束。

  1. Scleronomic constraints vs. Rheonomic constraints:
    中文译名是,定常(时不变)约束 vs 非定常(时变)约束。
    这两个都属于Holonomic constraints(完整约束)。

A mechanical system is scleronomous if the equations of constraints do not contain the time as an explicit variable and the equation of constraints can be describe by generalized coordinates (simply position). Such constraints are called scleronomic constraints. The opposite of scleronomous is rheonomous.

A mechanical system is rheonomous if its equations of contain the time as an explicit variable.

一言以蔽之:方程里时间变量的就是非定常,方程里没有时间变量的就是定常。

  1. Inequality constraints vs. Velocity constraints:
    这两个都属于Nonholonomic constraints(非完整约束)。

"Inequalities do not constrain the position in the same way as equality constraints do." ------- 从PPT上抄来的

我的理解:网上关于这两个的资料很少。从上面的句子分析可得,Inequality constraints是用来限制系统中particles的位置坐标的。而Velocity constraints从字面意思我们就可以猜的八九不离十了。哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈。

  1. 最后,补一张图。版权属于RWTH Aachen University, CG组。
4.1
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