基于观察者的碰撞检测技术在虚拟环境漫游中的应用

碰撞检测是增强虚拟环境真实感的必要手段，在虚拟环境进行漫游时，运动中的观察者与静态的虚拟环境之间的碰撞检测问题，又被转化为球体与三角形之间的碰撞检测问题，文中提出了具体的碰撞检测算法，并用八叉树模型对其进行了优化。     

分布式虚拟环境中基于扫描体的碰撞检测研究

在分布式虚拟环境(DVE)中，由于网络传输的不确定性，物体的状态信息无法准确及时地传输到其他节点上，从而使得DVE中传统的基于状态序列的碰撞检测算法存在漏检和错检现象。在分析传统方法不足的基础上，提出了DVE中基于扫描体的碰撞检测算法，并给出了算法步骤，通过试验证明了该方法能够有效地避免网络传输所带来的不确定性，同时能为DVE提供具有较高精度的检测结果。     

虚拟环境中的碰撞检测方法

忆速精确的碰撞检测对提高虚拟环境的真实性和增强虚拟环境的沉浸感有着至关重要的作用,而虚拟环境的复杂性和实时性又对碰撞检测提出了更高的要求。本文详细介绍了两种碰撞检测方法,一是著名的基于方向包围盒的方法,二是我们提出的基于固定方向凸包的方法,并对它们进行了分析与比较,实验证明,我们的方法不仅在性能上有所提
提高,而且能较好地适应复杂环境的要求。     

基于图像空间的快速碰撞检测算法

为了满足日益复杂的虚拟环境中碰撞检测的高实时性要求,提出一种基于图像空间的快速碰撞检测算法,有效利用了图形处理器(GPU)的加速功能。该算法以基于物体空间的凸块层次二叉树技术及方向包围盒(OBB)之间的碰撞检测为前提,可快速排除场景中明显不相交的凸块;然后通过生成的凸块潜在碰撞检测集,在RECODE算法的基础上,得到一种运行效率更高的碰撞检测算法。实验结果表明,在同等复杂的虚拟环境中,尤其是复杂度较高的虚拟环境中,该算法具有更高的碰撞检测实时性,取得了良好的效果。     

基于OSP场景图结构的虚拟装配碰撞检测算法的研究与实现

快速、精确的碰撞检测对提高虚拟环境交互的真实性和增强虚拟环境的沉浸感有至关重要的作用,而虚拟装配环境的复杂性、实时性和精确性又对碰撞检测提出了更高的要求;为实现虚拟装配系统中交叉表面间的精确碰撞检测,提出一种基于OSP结构的虚拟现实碰撞检测方法;该结构第一层为对象节点,主要用于粗略的碰撞检测,第二层为表面节点,第三层为多面片节点,第二层和第三层主要用于精确的碰撞检测,采用层次的碰撞检测算法,以提高碰撞检测的实时性和精度;应用结果表明该方法能有效解决虚拟装配系统表面间的精确碰撞检测问题,满足系统实时交互的应用要求.     

多服务器/客户DVE系统的分区数据管理模式

针对分布式虚拟环境（ＤＶＥ）研究中的通信带宽限制问题,提出了一种新的适于多服务器／客户模型的ＤＶＥ系统的分区几何数据管理模式,在此基础上设计并实现了一种需求驱动的动态负载平衡算法,这种方法既利用了数据集中管理方法便于实现管理的好处,又解决了单服务器／客户系统的服务器瓶颈问题,实验结果表明该数据管理模式及负载平衡算法是有效可行的。     

DVE语音通讯中的兴趣管理技术

借鉴分布式事件系统中的发布一订购模式，提出了适合分布式虚拟环境中语音通讯的兴趣管理方法．该方法将基于发送端和基于中间节点的过滤机制相结合，大大减少了语音通讯量；并采用了基于方程的拥塞控制算法，有效控制了网络拥塞带来的负面影响；同时提出了一种简单高效的高级过滤机制，较好解决了分布式虚拟环境中的语音通讯问题。     

DVENET：一个分布式虚拟环境

ＤＶＥＮＥＴ是在国家“八六三”计划支持下开发的一个分布式虚拟环境基础信息平台，为我国研究分布式虚拟环境提供了必要的网络平台和软硬件基础环境。它主要包含了一个专用计算机网络，以及支持分布式虚拟环境研究与应用开发的各种标准、开发工具和基础数据（如三维逼真地形）。应用ＤＶＥＮＥＴ开发的一个分布式虚拟战场环境，将分布在不同地域的若干仿真器联合在一起，并应用虚拟现实技术研制了一些虚拟仿真平台，构成了一个进行     

一种基于可能碰撞集的碰撞检测方法

为了提高虚拟环境中碰撞检测的实时性和有效性,提出了一种基于可能碰撞集的碰撞检测方法.该方法首先通过预测环境中刚体在当前帧和下一帧之间的可能运动轨迹来构建一个各边与世界坐标系各坐标轴平行,且包围该运动轨迹的包围盒;然后利用空间平铺技术来快速检测与某一平铺单元同时相交的轨迹包围盒,即可得到当前帧的可能碰撞集;接着对可能碰撞集中的刚体对进行最早碰撞时间tmin的求解,并根据tmin进行排序;最后只对具有最小tmin值的刚体对进行碰撞检测.仿真试验结果表明,与目前已有的碰撞检测算法相比,该方法简单、快速,不仅可以有效解决多个刚体环境中碰撞发生的次序问题,同时,该方法还能保证碰撞检测的完整性和唯一性.另外,理论和实践也证明了该方法的正确性和有效性.     

虚拟环境漫游引擎的设计与实现

文章提出了一种较为通用的、与模型无关的虚拟环境漫游引擎框架结构,给出了漫游引擎中输入映射、视点控制、碰撞检测与响应、地形匹配等关键技术的实现方法.     

复杂行为的分布并行化

基于复杂行为的语言模型,讨论了面向复杂行为的虚拟环境计算,并对其性能模型进行了定量分析,在此基础上,研究了分布式虚拟环境下复杂行为的分布并行处理问题。提出了松弛度和调出值概念来描述行为的调度优先级,用于为计算开销和通信开菹描述结点性能,并采用性能预测的方法对周期行为进行调度,较好地支持面向复杂行为的虚拟现实应用的实时交互性和真实感。     

虚拟漫游中的碰撞检测问题的解决方法

碰撞检测是虚拟漫游中的关键技术。在进行虚拟漫游时，为了避免观察者飞人地下或穿墙而过等不真实情况的发生，就需要进行碰撞检测。解决虚拟漫游中碰撞检测问题的一种方法是：将场景中运动的观察者转化为一个视点，场景中的物体表面剖分成三角形，运动的观察者与静态的虚拟场景之间的碰撞检测问题，就转化为点与三角形之问的碰撞检测问题；此方法的优化方法是对场景中的三角形进行过滤，以减少不必要的计算。文中给出了此方法的具体算法及其优化方法。     

基于CAD网络分布式虚拟装配环境实现

复杂装配体中零部件碰撞检测实时响应是虚拟装配中的瓶颈,针对以上不足,提出基于CAD网络分布式的虚拟装配环境。,在CAD服务器端的装配体中,构建包括自身的零件两两精确碰撞检测所需时间表,包容盒快速碰撞检测得到所需进行精确碰撞检测的零件对及其总时间,贪婪法快速分配零件对任务给各客户机;利用面向连接的TCP/IP套接字(Socket)协议进行数据传送,在CAD客户机端进行零部件碰撞检测计算,碰撞结果通过网络返回CAD主机,解决了碰撞检测的实时性响应问题。并在散货装船机装配过程仿真中得到成功应用。     

三维动态环境下多无人机编队分布式保持控制

针对无人机编队沿参考轨迹飞行时遭遇突发障碍物而发生碰撞的问题, 提出一种可实时避障及机间避碰的分布式编队保持算法. 基于虚拟结构编队策略, 采用非线性模型预测控制(NMPC) 方法设计分布式编队控制器. 为了实现通讯延迟下的机间避碰, 采用基于不同优先级的改进避碰惩罚策略. 仿真结果表明, 所设计的分布式编队控制器能保证编队及时避开环境中的突发障碍物, 且无人机间不发生互碰, 避障后的各编队继续以原队形沿参考轨迹飞行.

     

虚拟装配中快速碰撞检测算法的研究与实现

针对虚拟装配中碰撞检测的特殊要求，提出了一种基于包围盒与空间剖分法的两级碰撞检测算法HSDHBB。该算法首先用空间剖分法找出潜在的相交区域，然后用包围盒求得碰撞的三角面片对和精确的碰撞点。给出了层次包围盒树的构造方法和空间网格的剖分方法，在空间剖分中采用哈希表的数据结构加快检索速度。最后，在CATIA环境中实现了该算法，结果表明该算法能够满足虚拟装配系统的实时性和精确性的要求。     

基于知识碰撞模型的虚拟研讨厅系统

Internet技术带来了网络协同合作,采用知识碰撞模型的信息交流和知识共享技术,为不同地域,不同领域的人员相互合作,自主交流提供良好的辅助工具,就知识碰撞的概念,结构、方法进行了分析,并综合知识管理概念和综合集成法,提出了一个基于知识碰撞的虚拟研讨会厅模型（KCBVWS）,随后对KCBVWS的基本组成部分,体系结构,功能特点做了解释,最后,就KCBVWS系统的具体应用和发展前景做了论述。     

USSCD：一个基于均匀空间分割的快速碰撞检测算法

对于存在大量运动物体的虚拟环境，碰撞检测往往成为影响系统计算效率的瓶颈，为提高多体碰撞检测的效率，提出了一个基于均匀空间分割的快速多体碰撞检测算法——USSCD，该算法首先将物体空间均匀分割成一系列单元格，然后在每个单元格，通过基于AVL排序的扫描排除法进行碰撞检测，同时依据物体的分布密度，提出了一个计算单元格尺寸的优化方法，通过一系列实验，测试了USSCD算法的性能，并与I-COLLIDE算法进行比较，实验结果表明，在均匀分布条件下，当物体数量较大时，USSCD的效率高于I-COLLIDE算法，而且，USSCD算法的效率基本不受物体运动相关性的影响。