一种快速的可变形物体的碰撞检测算法

为实现虚拟环境中可变形物体与刚体间实时的碰撞检测,提出了一种快速的基于混合包围盒层次结构的并行碰撞检测算法。算法充分利用包围盒在检测速度和精度上的不同侧重,对可变形物体建立Sphere和AABB混合包围盒层次树,对刚体建立Sphere和OBB混合包围盒层次树;每个物体的混合包围盒层次树又分成上层、中层和下层,每层使用不同的包围盒;在碰撞检测遍历时,上层使用Sphere和Sphere相交检测快速排除不相交物体,在中层使用Sphere和OBB的相交检测进一步排除物体相交的可能性,在下层使用AABB和OBB的相交检测较精确地确定物体是否相交;采用多线程技术,在多核设备上实现并行碰撞检测算法。实验结果表明,与经典的AABB算法相比较,该算法在效率方面具有明显优势,能够满足可变形物体与刚体的碰撞检测要求。     

基于混合包围盒的碰撞检测算法

提出了一种基于k-dops包围盒与包围球相结合的碰撞检测算法。预处理阶段为几何对象构造包围盒二叉树,其中节点的内层构造k-dops包围盒,节点的外层构造包围球。碰撞检测阶段,首先利用包围球快速排除不可能发生相交的物体,然后利用k-dops包围盒进一步精确地判断物体对是否发生相交。通过与QuickCD算法的性能进行比较,证明了这种混合包围盒能够有效地提高复杂结构几何体之间碰撞检测的效率。     

一种快速的基于并行的碰撞检测算法

提出一种基于并行的碰撞检测算法。该算法主要采用并行算法中的分治策略建立环境中每个物体的平衡包围盒树,通过遍历每两棵包围盒树形成对一任务树的遍历,采用并行算法中的流水线技术,利用划分进程遍历任务树从而加速碰撞检测算法。该算法在进程中也应用了多线程技术,因而能运行于单处理机和多处理机上。     

基于空间分解和包围盒层次的混合碰撞检测算法

在研究机器人路径规划问题中,针对碰撞检测中,为解决实时性和精确性有关问题,提出基于空间分解和层次包围盒技术的混合碰撞检测算法.算法中与物体模型相关的部分是实时计算的,对物体的可形变性不敏感且对物体模型的拓扑信息无特殊要求.通过空间分解深度调节算法中不同阶段的计算负荷,结合算法本身的特点,通过选取适当的空间分解策略、包围盒层次树构建策略,对不同模型之间做了碰撞检测实验,并就对空间分解深度对算法性能的影响进行了实验分析,结果表明,算法能够满足实时性和精确性的要求.     

一种基于GPU的碰撞检测算法

实时碰撞检测是计算机图形应用中不可缺少的组成部分。随着高性能可编程图形处理器（GPU）的发展,出现了许多利用GPU来解决复杂物体间的碰撞检测问题的方法。提出了一种基于GPU的对参数化表面的碰撞检测方法。通过使用几何图像表示的参数化表面,实时的生成GPU优化的包围体层次结构,然后在这个层次结构的基础上实现优化的基于GPU的层次碰撞检测算法。结果显示本方法可以有效的提高碰撞检测的速度,相对于在CPU上实现同样的层次结构遍历方法,基于GPU的方法可以将碰撞检测速度平均提高13%左右。     

一种基于分离包围盒的快速碰撞检测算法

提出了一种基于分离包围盒(SBVs)的快速碰撞检测方法.SBVs的空间形态和位置由两个模型的最优分离平面所决定,这使得它不仅可以快速检测出分离模型,而且在模型相交的情况下能够有效地缩小精确检测的范围.为了能够快速计算SBVs,设计并验证了一种基于SVM的近似计算SBVs方法.最后将SBV和图形硬件的计算优势结合起来,以实现复杂模型相交区的穿刺查询.实验结果表明,基于SBVs的碰撞检测算法能够高效、平衡地处理无拓扑模型的分离、碰撞,尤其是穿刺等复杂情况.     

一种基于DirectX的碰撞检测算法

研究了三维空间中的碰撞检测问题。提出一种基于DirectX的物体三角形碰撞检测方法,在游戏程序中分析并实现了这种碰撞检测算法。该算法能以较快的速度解决游戏程序中物体间的碰撞问题。缉过适当的优化,该算法可用于大型3D游戏、虚拟现实等大型场景中的碰撞检测问题。     

基于混合包围盒的碰撞检测算法优化

为提高复杂场景中碰撞检测的效率,提出一种传统混合包围盒碰撞检测算法的优化算法。从数据结构上对混合包围盒树进行改进,引入时空相关性概念,将包围盒树分为上下2层结构,上层采用包围球,下层采用轴向包围盒,构造混合层次包围盒树,实现物体的快速碰撞检测,利用碰撞检测的时空相关性,简化树的搜索过程。实验结果表明,与传统的混合包围盒碰撞检测算法相比,该算法具有较好的碰撞检测性能。     

基于层次包围盒的混合碰撞检测算法

针对碰撞检测算法实时性较差的缺点,本文提出基于AABB包围盒与OBB包围盒相结合的混合碰撞检测算法,首先由对象投影来判断是否相交,检测出不可能相交对象;然后对可能相交的对象投影反向构建AABB包围盒,快速地测试对象;再用OBB包围盒进行精确地检测,以实现虚拟环境对象间高效的碰撞检测。本文还针对传统的基元相交测试效率不高的缺点进行了一定的改进。实验结果表明,与另外两种算法对比,该方法在相同环境前提下能够有效的提高碰撞检测的效率。     

基于混合人工鱼群算法的凸多面体碰撞检测研究

提出了一种基于最短距离计算的凸多面体碰撞检测算法。该算法利用凸多面体三维空间顶点坐标的凸包表示凸多面体,将两个凸多面体间碰撞检测问题归结为一个带约束条件的非线性规划问题,采用混合人工鱼群算法对该问题进行求解,寻优过程前期利用人工鱼群算法快速找到全局极值的邻域,后期切换到模式搜索法,准确找到全局极值。实验表明,无论在计算精度还是在计算速度方面,混合人工鱼群算法比惩罚函数法和遗传算法有更加明显的优势,能够满足碰撞检测的实时性和精确性的要求。     

A collision resolution algorithm for clump-free fast moving cloth

Cloth animation is an important area of computer graphics due to its numerous applications. However, so far a fast moving cloth with multiple wrinkles has been difficult to animate because of the cloth clump problem. Cloth clumps are the frozen areas where cloth pieces are clustered unnaturally — an obstacle in making a realistic cloth animation. Hence we present a novel cloth collision resolution algorithm that prevents clump formation during fast cloth motions. The goal of our resolution algorithm is to make cloth move swiftly without having any unnatural frozen cloth clumps, while preventing any cloth-cloth and rigid-cloth penetrations at any moment of a simulation. The non-penetration status of cloth is maintained without the formation of cloth clumps regardless of the speed of cloth motion. Our algorithm is based on a particular order that we found in the resolution of cloth collisions, and can be used with any structural modeling approaches such as spring-masses or finite elements. This paper includes several realistic simulation examples involving fast motions that are clump-free.     

虚拟坦克装甲车运动仿真中的碰撞检测算法研究

提出了一种新的虚拟坦克装甲车运动仿真的混合碰撞检测算法,该算法是先用帧与帧之间的画面连贯性进行判断,若帧与帧之间的物体不一致,则用方向包围盒来进行碰撞检测,为了避免两帧之间发生穿透,则有线段与包围盒的重叠测试进行穿透测试。此算法可以很好解决坦克装甲车的运动仿真中的碰撞检测。满足实时性要求。     

一种基于图像的刚体碰撞检测

本文针对3D运动模拟,详细讨论了在OpenGL中利用模板测试和深度测试进行碰撞检测的原理和方法。这种基于图像空间的碰撞检测方法,充分利用了图形硬件的性能并有效地降低了CPU的计算负担。     

车辆碰撞检测的一种简化数学模型

该文建立了车辆碰撞检测的一种简化数学模型,并进行了仿真验证。实际应用结果表明本模型具有简单和计算快捷的特点,能满足车辆碰撞检测的仿真要求。     

Output feedback control for attitude tracking

In this paper the problem of attitude tracking control for a rigid spacecraft is addressed. It is assumed that only attitude measurements are available, and thus spacecraft's angular velocity has to be properly estimated. Two alternative schemes are proposed in which the unit quaternion is adopted to represent the orientation. In the first scheme, a second-order model-based observer is adopted to estimate the angular velocity used in the control law. In the second scheme, an estimate of the angular velocity error is obtained through a lead filter. Sufficient conditions ensuring local exponential stability of the two controllers are derived via Lyapunov analysis.     

织物仿真中的冲突检测和处理

冲突检测以及冲突处理一直是织物仿真的“瓶颈”问题。该文论述了对柔性物体如织物与刚体的冲突检测问题。通过正冲突物体表面周围建立一个很狭小的相当于防护屏的力场来避开冲突。将这个力场分割成一些连续不重迭的完全围绕着表面的小单元,一旦某个点要进入某个单元,就产生一个排斥力,这个力的大小和方向由速度、法向、点与表面的距离决定。     

虚拟现实在变电站仿真中的应用

虚拟环境就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的三维环境,是对现场环境的最真实仿真.该系统基于OSG1.0开发库,利用3DMax建模工具构建模型场景,VC 和OSG编程来实现场景的显示、场景的漫游、碰撞检测和设备的状态变化,构筑一个三维、动态、实时、可交互的数据平台, 展现包含各种数据的动态的实体效果.用户可以自然地和虚拟环境中的客体进行交互,相互影响,从而产生亲临现场的感受和体验.最终该系统满足了变电站仿真培训的要求.     

基于四元素插值的空间曲线边界约束变形方法

曲线形状的变形技术在计算机动画和产品造型设计中有着重要的应用。以单位球面四元素插值为基础建立非线性的局部变换,通过在中间帧重构方程引进边界控制条件,提出了具有边界约束的空间曲线和平面曲线形状的变形方法。该方法在曲线形状渐变序列中具有保周长的线性变化,适合一般曲线的渐变和骨架行走的特征。还给出了建立渐变序列的边界曲线算法,通过实例说明了造型和编辑边界曲线能得到良好的拼接效果。实验表明,该算法在空间曲线变形中具有良好的视觉效果和应用前景,算法具有简易性和统一性。     

碰撞检测技术在空间飞行器视景仿真中的应用

视景仿真技术是空间飞行器系统仿真中的关键技术之一。该文阐述了碰撞检测技术在视景仿真中的应用,旨在提高飞行器视景仿真的逼真度。文中列述了视景驱动软件Vega的8种碰撞检测方法,分析了各种方法的特点,并展示了各种碰撞检测方法应用于空间飞行器视景仿真中的结果,包括卫星星下点轨迹绘制、卫星照相效果显示等,从而证实了将碰撞检测技术应用于空间飞行器视景仿真能取得良好的仿真效果。该文为空间飞行器视景仿真以及碰撞检测技术应用者提供了应用范例,具有一定借鉴价值。