基于时空相关性的快速碰撞检测算法

针对如何提高碰撞检测算法实时性的问题,提出一种空间分解与层次包围盒相结合的碰撞检测算法,并利用物体运动的时空相关性来加速物体之间的碰撞检测速度。首先用空间分割的方法确定相邻物体,然后用基于时空相关性的层次包围盒方法检测物体之间的碰撞情况,在包围盒碰撞检测时采用加入预判的OBB相交测试方法,减少了包围盒的相交测试计算。实验结果表明,该算法能够实现多个物体同时发生碰撞的检测,并且提高碰撞检测的实时性。     

基于空间剖分的碰撞检测算法研究

针对虚拟环境中物体碰撞检测效率不高的问题,提出了一种基于空间剖分的碰撞检测算法。利用物体空间分布特性以及运动物体碰撞行为的局部性,先用空域分割中定性-定量结合的方法快速确定可能碰撞的物体对,再用混合层次包围盒进行精确测试,明显地提高了碰撞检测速度。实验分析表明,该算法不仅可实现复杂场景下多个物体同时发生碰撞的检测,也能保证算法在物体高速运动时的有效性。     

凸多面体连续碰撞检测的运动轨迹分离轴算法

针对凸体间的连续碰撞检测,在距离算法(Gilbert-Johnson-Keerthi distance algorithm,GJK)基础上,提出一种采用运动轨迹分离轴计算的线性连续碰撞检测算法.该算法首先采用支撑点和投影技术,剔除必定不发生碰撞的物体,以加速碰撞检测的速度;然后,对可能发生碰撞的物体,计算2个凸体的Minkowski差集,所形成的凸包与运动路径执行GJK分离轴算法,实现在整个时间区间内一次性完成碰撞检测任务;最后,采用几何方法以及超平面与射线求解方式计算射线与凸体边界近交点,确定出第一次发生碰撞位置,并调整运动物体位置,完成碰撞响应过程.该算法不需要构造扫掠体,连续检测过程中不需要凸体间的求交计算.将文中算法应用于物体方向包围盒的连续碰撞检测,算法分析和实验结果表明,该算法对包围盒的连续碰撞检测具有较高检测精度和响应速度.     

3D游戏程序设计中碰撞检测的数学方法

3D游戏已经成为电脑游戏的主流产品。在3D游戏开发过程中引擎程序设计的一个重要环节就是需要确定运动着的物体和环境之间,物体和物体之间在什么时候发生碰撞,从而有效地控制物体运动的过程。该文从环境碰撞和实体碰撞二个方面论述了游戏引擎程序设计中碰撞检测的数学基本方法,为游戏开发中的引擎程序设计的碰撞检测算法的提供数学解决方案。     

机械加工过程仿真中运动物体的碰撞检测

本文提出了一种表达实体的八叉树层次球状模型和基于这种模型的运动物体之间的碰撞检测算法。机械加工过程的图形仿真对ＮＣ程序的检验是十分有用的，因为编程者或加工操作者能够很方便地看到加工的效果。由于在加工过程中，刀具和工件等都是运动物体，而要从图形上直接目测运动物体之间的碰撞情况是十分困难的。所以，本文提出了一种表示运动物体的模型及相应的碰撞检测算法。一个物体可用一个八叉树层次球模型来表示，其运动可以用节点的外接球的球心的运动来表示，它是时间的函数。通过求解满足碰撞条件的方程，我们可以得到两运动物体碰撞时间和位置。本文最后对碰撞检测算法的特性进行了分析。     

基于凸分解与OBB层次结构的碰撞检测方法

目前的碰撞检测方法大部分是基于简单的包围盒方法和简单的搜索算法的，这种算法精确度低且效率不高。基于凸分解与OBB层次结构的碰撞检测方法是对传统碰撞检测算法的一种改进，该方法继承了传统碰撞检测算法的优点，同时又对传统算法进行了必要的改进。实验证明，利用物体表面凸分解的方法解决了传统碰撞检测算法不能测试非凸物体相交的问题，拓宽了碰撞检测算法的应用范围；根据物体前后碰撞点的相关性，运用加速搜索提高了碰撞检测效率，降低了算法复杂度。     

基于AABB的四维时空层次包围盒碰撞检测方法

在虚拟场景中高速运动的物体在相邻的离散时间点上容易出现碰撞检测遗漏和刺穿的现象,针对此问题提出了基于AABB的四维时空层次包围盒碰撞检测方法;此算法综合利用了高速运动物体的时空相关性、四维相交检测和层次包围盒法的优点,较好地处理了遗漏和刺穿现象,同时平衡了碰撞检测中实时性和精度二者之间的矛盾,实现虚拟场景中高速运动物体的实时碰撞检测,在防空导弹拦截飞机仿真过程领域有重要应用价值。     

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。     

基于八叉树精确划分型值点的碰撞检测算法

针对虚拟现实中碰撞检测的快速计算问题,提出一种新的粗略碰撞检测与精确碰撞检测相结合的检测算法。首先利用AABB包围盒法排除不可能相交的物体,然后对可能发生碰撞的包围盒采用八叉树算法进行空间分割,在包围盒内找到由型值点形成的三角形面片,利用三角形面片的碰撞检测算法精确地判断物体是否碰撞。通过与OBB包围盒算法的碰撞检测数据对比,验证了该方法的有效性。     

基于凸分解与OBB层次结构的碰撞检测方法

目前的碰撞检测方法大部分是基于简单的包围盒方法和简单的搜索算法的,这种算法精确度低且效率不高。基于凸分解与OBB层次结构的碰撞检测方法是对传统碰撞检测算法的一种改进,该方法继承了传统碰撞检测算法的优点,同时又对传统算法进行了必要的改进。实验证明,利用物体表面凸分解的方法解决了传统碰撞检测算法不能测试非凸物体相交的问题,拓宽了碰撞检测算法的应用范围;根据物体前后碰撞点的相关性,运用加速搜索提高了碰撞检测效率,降低了算法复杂度。     

维修仿真中的混合碰撞检测算法

针对维修仿真中物体之间存在的穿越问题,提出一种混合碰撞检测处理算法。该算法结合轴向包围盒的快速性及几何约束的精确性,采用轴向包围盒改善虚拟人与虚拟物体之间的碰撞效果,运用几何约束算法解决虚拟人所携带零件与其他零件之间的穿越问题。实验结果表明,该算法的实时碰撞检测效果较优。     

基于空间分割与椭球包围盒的碰撞检测算法

为提高复杂环境下多物体碰撞检测的效率,提出了一种基于均匀网格分割与椭球包围盒的并行碰撞检测算法。该算法首先用均匀网格分割法来确定相邻物体,然后用紧密性较好的椭球包围盒层次树依次把它们包围,并利用基于线程池的多任务并行处理技术实现了并行化。为降低椭球相交测试的复杂度,先预测了椭球间的相交情况,再将三维椭球降维成二维椭圆,从而整体提高了算法的效率。通过实验数据表明,相对于其他算法,该算法具有较好的性能。     

虚拟环境中的快速碰撞检测算法

该文在Lin-Canny算法的基础上,提出一种虚拟环境下三维实体的动态、实时碰撞检测算法,并应用于柔性制造仿真系统中以检查工作环境中物体间的干涉状况,应用结果表明该算法在物体结构较复杂或运动的连贯性不好的情况下仍有较好的性能。     

适用于复杂场景的碰撞检测算法研究

创建虚拟场景不仅要进行静态建模，更重要的是进行动态建模。而且物体之间的实时碰撞检测是关键。首先对常用检测算法的检测效率进行了分析和比较。然后重点针对复杂虚拟场景中吉有大量物体的特点，提出了混合包围盒碰撞检测算法。该算法利用帧与帧之间的时间和几何相关性，把对（cn^2＋m）个对象的动态跟踪转化为它们在三个坐标轴上的投影的排序问题，把时间复杂度由O（n^2）降低为O（n）。并引入树的深度的概念，根据不同的应用场合合理控制检测深度以加快检测速度。理论分析和仿真计算都表明，该算法能够满足多达几百个运动物体的实时交互碰撞检测。     

刚体在软体对象环境中的碰撞检测的研究

刚体在软体对象环境中的碰撞检测在虚拟现实的研究领域具有很大的普遍性 ,但以往的研究较少 .文中给出了一种基于固定方向凸包 (FDH)包围盒树的碰撞检测方法 ,并着重论述了利用线性规划的思想以解决刚体自由运动后包围盒树的更新以及通过一种自底向上的方法解决软体对象变形后包围盒树的更新 .实验表明 ,该方法不仅能较好地解决刚体间的碰撞检测 ,而且能有效地解决刚体与软体间的碰撞检测     

基于空间划分和线性规划的快速碰撞检测算法

为提高在复杂环境下多物体碰撞检测的速度,提出基于空间划分和线性规划的快速碰撞检测算法。该算法首先用均匀网格法来确定处于同一单元格内的对象,然后利用线性规划的方法对处于同一单元格内的对象进行精确测试,并实时得到碰撞检测的结果。实验结果表明,与传统的碰撞检测算法相比,该算法可以缩短计算时间,提高了碰撞检测的效率。     

网络虚拟环境中两运动物体安全避障互寻相遇的一种算法及实现

文章提出了一种在网络虚拟环境中两运动物体安全避障互寻相遇的方法。已知两个运动物体的初始位置,通过碰撞检测算法、相互寻找算法以及相遇判定算法,判断两物体是否相遇,模拟两物体移动的路线,准确定位两物体的相遇地点并记录互寻路线图。该算法能够准确定位两运动物体相遇的位置,确定安全避障后相遇的路线。     

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。     

Interactive Occlusion and Automatic Object Placement for Augmented Reality

We present several techniques for producing two visual and modeling effects in augmented reality. The first effect involves interactively calculating the occlusions between real and virtual objects. The second effect utilizes a collision detection algorithm to automatically move dynamic virtual objects until they come in contact with static real objects in augmented reality. All of the techniques utilize calibrated data derived from images of a real-world environment.     

基于包围盒和空间分割的混合碰撞检测算法

针对碰撞检测算法实时性较差的缺陷,提出基于层次包围盒和空间分割的混合碰撞检测算法。该算法采用构造对象的AABB包围盒,快速排除不可能相交的对象进行空间分割,实现虚拟环境对象的碰撞检测。实验结果表明,与经典的Rapid算法对比,该算法能够节省检测时间,提高碰撞检测的效率。