织物仿真是指对纺织品静态和动态的计算机模拟，是当前的一个重要研究方向。目前，织物的三维动态仿真已被广泛应用于服装CAD、电子商务等各种领域。然而，织物作为一种柔性体，具有材质多样性、结构复杂性和形状不规则性的特点，因此如何有效和逼真地模拟织物的运动是一个极具挑战性的课题。本文从织物物理模型的建立及受力分析、计算机视觉中非刚体的三维重建这两个角度来研究织物的三维动态仿真。首先，基于当前的主流模型弹簧-粒子模型，本文提出改进并构建出织物的三维结构，实现了织物在真实环境下的多种仿真效果；然后，基于三维重建的理论知识，本文从SFM（Structure form Motion，运动恢复结构）的角度研究织物的三维仿真，提出在轨迹空间中基于奇异值分解（Singular Value Decomposition，SVD）的织物三维重建算法，为织物的三维动态仿真研究提供一种新的思路和方法，提高了织物的三维重建技术水平。本文的主要工作有：1、对经典的弹簧-粒子模型提出改进，并建立布料的三维动态仿真系统。在模型参数的设置上充分考虑了织物的弹性性能，使用实时可调的弹性系数和阻尼系数反映织物的不同形变。针对其他仿真系统实例缺乏、用户交互性差的特点，本系统增添了织物自由悬垂、四角拉伸、翻转等仿真效果，实现了用户通过鼠标自主设计、控制织物的仿真功能。2、提出非刚体三维结构的轨迹基表示法，并验证它与形态基表示法具有对偶性。基于非刚体三维特征点的时间平滑性，它的时间序列可以被表示为轨迹基的加权线性组合。本文从数学上推导证明了轨迹基表示法和形态基表示法满足对偶定理，并就SVD基进行了阐释。轨迹基表示法的可行性为定义独立于物体的轨迹基提供了理论依据，同时为下文的研究工作做铺垫。3、提出在轨迹空间中基于SVD的织物三维结构重建算法。对二维图像序列矩阵进行SVD分解，在旋转矩阵的秩约束条件下求解织物的三维结构及运动信息。算法中使用预定义的轨迹基，不仅增大了内部约束条件，而且能够避免重建误差的累积，提升了结构估计的稳定性。实验结果表明，该算法的重建结果比传统的形态基表示法更为精确（反投影误差小），更能体现织物的形变特征。