基于网格拓扑优化的连续碰撞检测算法

传统连续碰撞检测算法处理变形三角网格模型时需要大量冗余元素测试。为此,提出一种基于网格拓扑优化的连续碰撞检测优化算法。为减少冗余元素测试,在底层剔除使用2个步骤,采用网格拓扑进行优化,使相邻三角面片不必执行所有的15对元素测试,并使用额外包围盒进一步剔除不相交基元。实验结果表明,该算法可以减少大量的不必要元素测试,提高剔除效率及连续碰撞检测的整体性能,相比额外包围盒算法元素测试个数约减少了5/6,相比三角形表示算法和孤儿集算法元素测试个数约减少了一半。     

基于非局部平均滤波的冲击噪声图像恢复算法*

针对随机值冲击噪声污染图像的恢复问题,研究了冲击噪声环境下的非局部平均滤波模型,并在模糊权重非局部平均滤波算法的基础上加以改进,解决了原算法在低噪声比率下恢复性能欠佳以及算法时耗过高的问题。改进之处如下：第一,提出了一种信赖度参数设置准则,并在该准则指导下设置了新的信赖度门限参数;第二,根据冲击噪声模型特点重新规划了滤波策略,提升了算法的运算效率。大量实验数据证明,所提算法无论在低噪声比率还是高噪声比率下均能有效去除冲击噪声,尤其对于纹理性较强的图像有显著的去噪效果。同时,所提算法拥有较高运算效率,实用性得以提高。     

一种新的基于参数估计的自适应双边滤波算法*

传统双边滤波算法需要根据经验预先设置空间标准差和灰度标准差,参数固定且不具有通用性。针对此问题,提出了一种新的基于参数估计的自适应双边滤波算法。通过图像灰度共生矩阵实现空间标准差的自适应,利用统计方法估计光滑区域噪声标准差,根据噪声标准差设置灰度标准差,从而实现自适应双边滤波。仿真结果表明,所提出的算法无论在主观还是客观评价上都取得了较好的效果。     

图形硬件加速的柔性物体连续碰撞检测

给出了一种图形硬件加速的柔性物体连续碰撞检测算法,可以实时检测复杂柔性物体场景中所有物体间碰撞和自碰撞.算法将柔性物体的碰撞检测过程进行流式分解,映射到图形硬件上并行执行,同时使用了并行流式登记算法,在图形硬件上高效实现了变长数据结构.该算法已经使用OpenCL在AMD Radeon HD 5870图形硬件上实现.针对一组各具特色的柔性物体仿真场景进行测试,对比CPU(Intel Q6600@2 4GHz)上的单线程优化实现,可以获得9 2～11 4倍的计算加速.     

基于组合分片模型和粒子滤波的人脸跟踪算法*

针对现有跟踪主流算法对目标机动性、目标遮挡和目标背景干扰综合性能不强的现状,改进算法利用组合分片模型和粒子滤波算法的结合来提升综合性能,提高跟踪算法准确性。改进算法采用粒子滤波算法,同时通过优化组合重采样算法提高算法的跟踪性能。组合分片模型结合水平竖直分片模型和环形分片模型的优点,通过Bhattacharyya系数进行模型相似性度量,高效克服人脸跟踪中遮挡问题和背景干扰问题。实验通过改进算法和对比算法在多变化人脸视频集进行跟踪,证明改进算法提高了对人脸目标的跟踪成功率。针对人脸跟踪中目标机动性、目标遮挡和目标背景干扰问题,通过算法的改进,跟踪效果明显改善、提升了跟踪的成功率,实现了算法对以上三种因素综合性能的提升。     

基于聚类SURF特征的商品识别算法*

图像存在遮挡、尺度缩放、多干扰时,传统加速鲁棒特征(SURF)算法会产生错误匹配问题,提出一种基于匹配角度聚类的匹配算法。算法先提取SURF特征点,利用特征点的主方向信息进行图像角度矫正,再统计并聚类粗匹配对的匹配角度信息,依据类中元素数目和类簇数目进行两级筛选,剔除异常角度信息的误匹配对。本文算法与随机抽样一致性算法(RANSAC)进行实验对比,表明该算法能有效提高匹配正确率和保证低误剔除率,提高了商品图像的识别率。     

基于SIMD指令的柔性物体并行碰撞检测

复杂场景中柔性物体间的碰撞检测依然难以满足交互设计的要求.为了提高处理速度,文中给出了一种充分利用现代CPU的并行处理能力的碰撞检测算法.算法基于两方面的并行处理:即基于SIMD指令的指令级并行处理和基于多线程的任务级并行处理.算法给出了一种针对SIMD指令特别优化的k-DOP模型--SIMD-DOP,从理论上分析了该包围盒的高效性,并与常规的16-DOP和24-DOP进行了运行效率对比.通过使用SIMD-DOP同时在多核间进行负载均衡,算法获得了优化的并行加速.文中算法已经在一台16核工作站上针对一组复杂测试场景进行了验证.     

基于DDA的碰撞检测及碰撞仿真

碰撞检测是基于物理的动画,计算机辅助没计,计算机辅助制造,计算几何,虚拟现实,机器人等领域必须解决的关键问题,目前仍是研究热点.非连续变形分析方法是一种较新的土木工程领域的数值模拟技术,可以分析不连续块体的运动.将非连续变形分析方法引入到基于物理动厕领域.在计算辅助设计软件设计的虚拟物理场景下,仿真了汽车撞墙和车辆相撞.仿真结果显示:应用非连续变形分析方法可以成功的实现精确的碰撞检测和模拟真实的碰撞响应,在不连续变形、多块体碰撞仿真方面有较大优势.     

基于Snake模型的碰撞检测算法研究*

针对现有的碰撞检测算法难以解决物体形变的问题,提出了一种面向可变形物体的碰撞检测方法。该算法在AABB碰撞检测方法的基础上将Snake模型的能量函数引入到包围盒的更新过程中。实验证明该算法不仅适用于刚体间的碰撞检测,还适用于非刚体对象,计算简单、速度快且精确度高。     

基于着色算法的并行碰撞检测算法*

提出了一种基于着色算法的并行碰撞检测算法,利用AABB包围盒较好的紧密性和包围球计算简单的优点以及并行算法中的分治策略构建物体的混合包围体层次(S-AABB);然后采用破对称技术中的典型算法——着色算法,将每棵任务树编码,以产生各不相同的类别,并将不同的类别指派到不同的并行机,在并行机上采用多线程技术执行相同的类别的任务树的遍历,来检测是否有碰撞发生。实验结果表明,与现有的经典的I-COLLIDE等算法相比,该算法在效率、精确性方面具有明显优势,能够满足交互式复杂虚拟环境的实时性和精确性的要求。     

基于包围盒的碰撞检测算法研究

基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法。文章比较了几种常用的包围盒碰撞检测算法;给出了OBB包围盒的计算算法及其改进和修正算法;包围盒树的建立算法;包围盒的重叠测试和基于包围盒的碰撞检测算法;最后以OBB验证了该类算法的有效性,正确性和鲁棒性。     

Continuous Self‐Collision Detection for Deformable Surfaces Interacting with Solid Models

In this paper, we propose a new continuous self‐collision detection (CSCD) method for a deformable surface that interacts with a simple solid model. The method is developed based on the radial‐view‐based culling method. Our method is suitable for the deformable surface that has large contact region with the solid model. The deformable surface may consist of small round‐shaped holes. At the pre‐processing stage, the holes of the deformable surface are filled with ghost triangles so as to make the mesh of the deformable surface watertight. An observer primitive (i.e. a point or a line segment) is computed so that it lies inside the solid model. At the runtime stage, the orientations of triangles with respect to the observer primitive are evaluated. The collision status of the deformable surface is then determined. We evaluated our method for several animations including virtual garments. Experimental results show that our method improves the process of CSCD.     

基于包围盒法的碰撞检测算法研究

随着计算机技术的日益更新,虚拟技术中的碰撞检测算法得到了快速发展。已成为国内外的研究热点。在分析了碰撞检测算法的基本理论的基础上,提出了对AABB包围盒算法的改进思想。改进后的测试结果显示测试效率提高了21．7％,证明了改进后的检测算法在检测效率上的优越性。     

基于混合模型的碰撞检测优化算法研究

提出了碰撞中依据不同情况而选择不同包围盒的混合模型,分析了不同包围盒之间的求交算法,实现了碰撞检测层次包围盒算法的优化。     

一种基于冲突检测的无关联规则集匹配算法

防火墙已经成为网络安全体系中一个关键的角色,对防火墙的管理越来越受到重视。本文针对在防火墙管理中容易出现的过滤规则冲突问题和规则匹配效率问题,提出了一种基于冲突检测的无关联规则集匹配算法。本文通过对规则进行分析,确定了规则库中的规则应该符合的五个关系;通过对冲突规则的分类,得到了按照各种冲突的特性进行冲突检测产生的状态图,有助于对防火墙的现有规则库进行重写优化。本文在分析传统的线性顺序规则匹配算法和树形规则匹配算法的基础上,提出一种基于冲突检测的无关联规则集匹配算法,其平均比较次数为O(lg(n)),性能上大大优于现有的算法。     

Collision Detection for Deformable Objects

Interactive environments for dynamically deforming objects play an important role in surgery simulation and entertainment technology. These environments require fast deformable models and very efficient collision handling techniques. While collision detection for rigid bodies is well investigated, collision detection for deformable objects introduces additional challenging problems. This paper focuses on these aspects and summarizes recent research in the area of deformable collision detection. Various approaches based on bounding volume hierarchies, distance fields and spatial partitioning are discussed. In addition, image‐space techniques and stochastic methods are considered. Applications in cloth modeling and surgical simulation are presented.     

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.     

基于VR的二维触发式碰撞检测算法

在虚拟场景中经常会用到虚拟现实技术设置某精灵的移动范围和区域, 物体与物体之间碰撞检测的算法成为技术关键, 常用的基于图形图像的算法虽然很有效应用范围广, 但是无事件处理能力, 并且执行效率低和占用大量的系统资源. 本文介绍一种利用二维数组高效的碰撞检测算法, 满足执行效率高但精度要求不高的碰撞检测.     

基于矩形包围盒的多边形碰撞检测算法

碰撞检测是计算机图形学领域中的一个普遍存在的问题。为了提高多边形碰撞检测的效率 ,针对简单形式刚性运动的多边形对象 ,提出了一种基于二维轴向矩形包围盒结构的平面简单多边形碰撞检测算法。该算法基于坐标轴的单调性对多边形进行分割 ,并通过矩形包围盒之间的预检来减少无关边对的相交测试 ,以加速算法的终止。由于采用轴向扫描线方法可以大大减少包围盒测试的数量和线段求交的数量 ,所以 ,经过少量的“边 -边”相交判断就能求解到所有交点 ,同时能快速地获得两多边形干涉发生的第 1位置。试验表明 :(1)对于一般多边形 ,该算法的复杂度也远远低于 O(NP× NQ) ;(2 )对于凸多边形对象 ,该算法的复杂度为 O(NP NQ) ,其中 NP,NQ 为多边形 P,Q的顶点数。由此可见 ,算法能够获得较好的运算效率