基于质点-弹簧模型碰撞检测算法的改进

碰撞检测技术在织物的模拟等方面中有着广泛的应用.在采用质点-弹簧模型对柔性表面进行建模,对网格曲面进行三角划分后,为环境中的物体建立各自的方向包围盒(OBB).用改进的碰撞检测和自碰撞检测算法对柔性织物及其所处三维空间中的物体进行处理,提高了柔性织物动态仿真的速度.     

基于虚拟环境中织物碰撞检测仿真研究

研究织物碰撞检测真实性问题.碰撞检测应体现织物碰撞真实性.织物仿真方法普遍存在实时性不高、真实感不强等问题.针对传统的质点-弹簧模型容易产生超弹性现象,特别是在织物动感仿真中,为了实现真实性和快速性,提出了一种改进型的建模方法.先采用质点弹簧的方法对织物进行建模.首先对织物采用质点弹簧建模,然后采用混合层次包围盒的碰撞检测算法进行碰撞检测,对检测到得碰撞加以响应,用改进算法建模简单,充分利用包围球计算简单和紧密性好的优点来构建物体的混合层次包围盒结构.仿真结果表明,算法是有效可行的,提高了实时性和鲁棒性,性能优于传统碰撞检测算法,并实现了较强的真实感.     

几种数值积分算法在织物仿真中的应用研究

现有的仿真技术可以分为刚性物体的仿真和柔性物体的仿真两大类,织物是典型的柔性物体.在质点-弹簧模型的基础上,根据牛顿经典力学理论建立布料仿真的动力学方程,对几种常用数值积分方法进行了系统的研究.最后通过编程实验对比不同方法各自的优缺点,得出了根据织物仿真系统的具体要求选择合适的积分算法的结论.     

基于压力模型的柔性物体仿真

现有的方法都不能很好地模拟具有内在体积的柔性物体。针对这种现状,将虚拟气体添加到改进的质点弹簧模型之上。通过内部的气体压力约束及改进的质点弹簧模型的约束实现了对这种柔性物体的模拟。实验表明,该方法真实地模拟了有内在体积的柔性物体,并且具有较强的实时性。     

基于完全二叉树BVH的自碰撞检测算法

计算机图形学与虚拟现实应用的一个主要任务是对柔性物体的动态实时模拟。这类仿真任务需要能够快速计算的模型与动力学仿真算法,特别是高效的碰撞、自碰撞检测算法。尽管研究者们针对刚体的碰撞检测已经做了大量工作,但柔性物体对碰撞检测提出了更高的挑战。给出一种基于完全二叉树的包围盒层次结构,并运用基于此结构的构建、更新算法,优化仿真系统中数个环节,实现复杂场景中布料类柔性物体的自碰撞检测与物理模拟。     

一种基于球面调和函数的柔性体建模方法实现

给出了球面调和函数表达柔性体模型的原理,重点探讨了一种新的基于球面调和函数多尺度性的虚拟柔性体建模方法的实现机理。实验结果表明,该方法可以实现柔性物体的精确建模和实时表达,适合应用于虚拟现实的柔性物体碰撞检测、虚拟手术等对场景实时性要求较高的领域。     

三维织物动感模拟及碰撞检测方法研究

基于质点-弹簧模型建立织物的物理模型，采用中值积分法对微分方程进行积分以取得更高的模拟精度。碰撞检测是织物仿真中的重点之一，使用了基于AABB的层次包围盒树来实现快速的碰撞检测，达到了动感实时的织物模拟效果。     

自适应椭球包围盒改进织物碰撞检测方法

为了快速处理织物与模型的碰撞以获得仿真结果,提出一种基于自适应椭球包围盒的碰撞检测方法.该方法以法向距离和径向距离的加权平均值作为表面误差,数值化表示椭球与模型之间的拟合度,将优化K均值聚类方法用于自适应划分模型生成一系列逼近模型的最小体积包围椭球;根据表面误差的大小对椭球分类处理,误差小的椭球直接取代模型区域与织物碰撞,将三角网格之间的碰撞问题转化为质点相对于椭球的穿透测试,误差大的椭球与织物的碰撞检测仅用于排除不可能发生碰撞的三角形,再继续进行三角形之间的精确碰撞检测.实验结果表明,文中方法能快速、自适应地划分任意模型生成高度拟合的椭球,可大幅度地减少碰撞检测计算量,在提高计算速度的同时保证了仿真的真实感.     

基于启发式搜索分离向量的凸多面体碰撞检测

碰撞检测是计算机模拟物理过程的基础，在计算机图形学、CAD／CAM、虚拟现实和机器人等领域有着广泛的应用．该文给出了一个新的用于凸多面体碰撞检测的算法——HP-jump．HP-jump建立了一个有效的碰撞检测模型用于报告物体的碰撞，同时提供了一个快速的启发式的策略用于搜索两个凸多面体的分离向量．该算法是利用凸多面体的层次表示来搜索支撑顶点对，用平衡二叉树来记录球面凸多边形的顶点，同时还利用了时间、空间相关性，这些都加速了算法的执行．该文的最后给出了HP-jump与GJK，I-COLLIDE算法的比较．     

图形硬件加速的织物自碰撞检测算法

自碰撞检测是织物实时模拟的瓶颈.利用最新的图形硬件特性,设计了织物模拟的自碰撞检测算法.该算法以质点包围球为基本计算单元,仅保存计算得到的第一次发生碰撞的信息,而不需要计算出所有的碰撞对.算法在CUDA平台上实现,通过对核函数的一次调用即可完成自碰撞检测,算法复杂度为O(n).将算法用于由大规模质点构成的织物模拟过程中,试验表明,算法的GPU实现比相应的CPU实现性能提高18倍以上,与两遍渲染算法相比,平均性能也提高了20%左右.     

Verification of illumination tolerance for photo-model-based cloth recognition

Globally, robots are being used in garment factories according to their advantages such as high precision, flexibility, and productivity. However, it is difficult for robots to deal with deformable objects such as cloths and strings automatically. The main tasks of such robots are to recognize a deformable object and to pick up and place it at a designated position automatically. The deformable character of cloths seems a main hindrance for automatic handling by robots, especially if the cloth is unique. In this paper, a cloth handling robotic system for unique cloths is proposed with consideration of verification of illumination tolerance. This robotic system comprises two main portions: the first portion generates a model of cloths using an image taken by a single camera, and the second portion estimates the relative pose of cloth appeared in the view of two cameras using the generated model. In our cloths’ pose estimation, the photo-model projected from 3D to 2D is used, where this system does not need defining the object’s size, shape, design, color, and weight. The illumination tolerance of the proposed system under different light conditions of different light sources was verified experimentally for evaluating the proposed system from the view point of practicality. The fluorescent light and the light-emitting diode (LED) light are used in this experiment, having confirmed that the proposed system can recognize cloths in condition that the light environments have varieties.     

Operations and implementation of complex objects

A model of a complex object is presented and a set of meaningful operations, both basic and advanced, on a single complex object and on a configuration of complex objects is defined. A set of requirements is presented for storage subsystems that support complex objects. Implementation of complex objects and operations on a single complex object are described, and a detailed performance analysis is provided which establishes the merit of complex objects. Finally, storage techniques are proposed for supporting advanced operations on a configuration of complex objects     

相似度在GIS对象比较中的应用

在地理信息系统中，很多复杂的数据对象可以用多个不同类型的简单属性数据来表示，但对这些复杂数据对象的比较是个难题，而数据对象之间的相似度表示可以很好地解决这个问题。该文就复杂对象问的相似度表示和计算进行了探讨，给出了一个计算混合类型数据对象相似度的方法，并论述了该相似度计算方法在复杂对象之间的比较和排序中的应用。     

复杂对象及其并发控制

复杂对象是现实世界复杂实体的抽象与描述,CIMS、CAD和OA等许多应用领域需要定义和操纵复杂对象,本文给出了复杂对象模型的定义,并论述了面向对象数据库系统WHYMX的复杂对象并发控制机制。     

模糊面向对象数据库中的模糊对象匹配

对象匹配的目标在于区分对象,用以识别多个对象是否代表相同的现实世界实体,其在数据集成和数据清洗等方面发挥着至关重要的作用.为了满足同时处理复杂对象、复杂对象关系以及不确定数据的需求,模糊面向对象数据库的研究近年来受到了研究者的关注.本文识别出模糊面向对象数据库中模糊对象的三种情况:两个模糊对象属于同一个类;两个模糊对象分属于具有子类/超类关系的两个类;两个模糊对象分属于两个完全不同的类.针对不同的模糊对象情况,基于可能性理论和模糊数据的语义测度,给出了计算两个模糊对象等价度和必要度的方法.     

面向对象数据库中对象的存储和操作算法

面向对象数据库管理系统的核心是把现实世界的描述为对象，数据库的存储，操作和管理都以对象为依据。对象可以是简单的，也可以是复杂的。复杂对象中引用了其它的对象。结合我们开发的面向对象的工程数据库管理系统论述了对复杂对象的物理存储，内存映象方法和对象操作方法的实现技术。     

基于状态与关联日志的业务对象关联模型

构造良好的业务模型是实现企业信息系统快速重构以适应业务变化的关键。传统的业务建模方法对业务对象之间存在的复杂关联关系无法有效解决，对系统的可扩展性、二次开发效率、追溯性等方面有较大影响。为了解决此问题，提出了一种基于日志的业务对象关联模型，将对象间关联关系与业务对象清晰分离开来，重点探讨了业务对象间数值关联方式，采用简单操作来处理对象内部业务逻辑，采用复合操作来处理对象间关联关系，并将运行时的对象状态与关联信息分离出来形成日志，进而实现基于日志的业务追溯。     

复杂物体间的距离

物体间距离的计算机在布局问题、动态系数模拟、机器人路径规划及干涉检验等领域具有重要意义。     

3D reconstruction of complex curved objects from line drawings

An active research topic in computer vision and graphics is developing algorithms that can reconstruct the 3D surface of curved objects from line drawings. There are a number of algorithms have been dedicated to solve this problem, but they can't solve this problem when the geometric structure of a curved object becomes complex. This paper proposes a novel approach to reconstructing a complex curved 3D object from single 2D line drawings. Our approach has three steps:(1) decomposing a complex line drawing into several simpler line drawings and transforming them into polyhedron;(2) reconstructing the 3D wireframe of curved object from these simpler line drawings and generating the curved faces;(3) combining the 3D objects into the complete objects. A number of examples are given to demonstrate the ability of our approach to successfully perform reconstruction of curved objects which are more complex than previous methods.