一种快速的双重层次包围盒碰撞检测算法

传统的包含方向包围盒(OBB)的混合包围盒结构大多只是利用了OBB的紧密性特点,没有对OBB之间的相交测试进行改进,而OBB相交测试却占了这类算法的大部分运行时间。基于此,提出一种基于AABB-OBB双重包围盒的碰撞检测算法,外层的AABB可以快速排除分离距离较大的模型对,而当AABB相交时,与传统需要检测15条潜在分离轴的方法不同,内层的OBB之间的相交测试只需检测特定的5条分离轴。最后在算法的基本图元相交测试阶段,利用OBB之间相交测试所计算的中间值代替三角形的坐标值,省去不同模型中的三角形坐标变换,这一步骤进一步提升了整个算法的效率。     

虚拟环境中优化的OBB碰撞检测算法研究

碰撞检测是计算机图形学的研究热点之一,基于包围盒的碰撞检测算法是一种比较有效的碰撞检测算法.OBB紧密性较好,能有效提高系统的检测效率,但是相交测试的代价太大,根据AABB易于构造、计算简单但紧密性差的特点,提出并实现了优化的OBB碰撞检测算法.实验结果证明:优化算法能够较大幅度地提高了碰撞检测的实时性能,取得较好的效果.     

混合包围盒碰撞检测算法研究

为提高碰撞检测的实时性,提出一种混合包围盒碰撞检测算法。将物体的包围盒二叉树设计为2层结构,顶层使用AABB包围盒排除不相交的物体,下层利用k-DOPs包围盒检测物体之间的碰撞情况。采用任务树的方法对2棵混合包围盒二叉树进行同步遍历,实现物体之间的碰撞检测。与其他碰撞检测算法进行对比分析,实验结果表明,该算法能提高碰撞检测的实时性和精确性。     

碰撞检测中的固定方向凸包包围盒的研究

碰撞检测在计算机图形学、CAD、仿真、虚拟现实等领域都有重要的研究意义.包围盒层次是解决碰撞检测问题固有的时间复杂性的一个有效途径.论述了用固定方向凸包(fixeddirectionshulls,简称FDH)作为包围盒进行碰撞检测的方法,证明了固定方向凸包适用于复杂环境中的精确碰撞检测,包括软体对象环境中的碰撞检测,并通过实验数据与其他包围盒进行了性能分析与比较.     

基于包围盒与碰撞的模型填充算法研究

为了将任意模型使用球体进行密实填充,提出了一种基于包围盒与碰撞的模型填充算法。该算法首先生成模型的轴对称包围盒;其次在包围盒内产生任意数量球体并进行刚体碰撞,碰撞后的球体将会在包围盒的范围内均匀分布;最后采用判断法线方向算法筛选出模型内部的球体并保留至最终结果。通过实例证明,该算法能够根据输入的球体填充数量及孔隙率快速生成模型内的紧密填充球体。该算法对于模型的适应性高,生成速度快,具有2,000万三角网格的模型仅需20秒即可生成内部填充球体,为生成点阵结构模型进一步奠定了基础。     

作物可视化中的碰撞检测及响应研究

将碰撞检测与响应技术引入作物可视化生长模拟,针对以NUR13S曲面表示的作物叶片,提出了一种基于曲 面分割技术及混合层次包围盒实现作物叶片间碰撞检测的方法。首先采用节点插入技术分割叶片曲面,然后为分割 后的叶片曲面建立轴向包围盒(AAI313)与固定方向凸包(FDH)的混合层次包围盒树:根节点采用AA1313包围盒,以快 速排除不可能相交的叶片;其它层节点采用FDH包围盒,以保证精确地判定距离较近的叶片间碰撞状态。在此基础 上,根据作物叶片形态变化规律,提出了较合理、有效的冲突响应机制。实例分析表明,所建立的算法可有效地应用于 作物叶片碰撞的模拟实现。     

作物可视化中的碰撞检测及响应研究

将碰撞检测与响应技术引入作物可视化生长模拟,针对以NURBS曲面表示的作物叶片,提出了一种基于曲面分割技术及混合层次包围盒实现作物叶片间碰撞检测的方法.首先采用节点插入技术分割叶片曲面,然后为分割后的叶片曲面建立轴向包围盒(AABB)与固定方向凸包(FDH)的混合层次包围盒树:根节点采用AABB包围盒,以快速排除不可能相交的叶片;其它层节点采用FDH包围盒,以保证精确地判定距离较近的叶片间碰撞状态.在此基础上,根据作物叶片形态变化规律,提出了较合理、有效的冲突响应机制.实例分析表明,所建立的算法可有效地应用于作物叶片碰撞的模拟实现.     

改进的基于AABB包围盒的碰撞检测算法

介绍了一种改进的基于AABB包围盒的碰撞检测算法,通过对对象不断的分割逐步构造出贴近对象的层次包围盒,在碰撞检测阶段对其逐层遍历以实现精确而快速的碰撞检测.实验结果表明,与层次包围球算法相比,该方法在构造二叉树和进行精确的碰撞检测时,性能都有较为明显的提高.     

用混合包围盒优化碰撞检测方法

提出一种利用混合包围盒优化的碰撞检测方法。该方法根据碰撞相交刚体不同组件的复杂度进行层次设置,在层次包围盒树顶层使用包围球,在其他层使用OBB包围盒以实现碰撞检测功能。与传统方法相比,缩短了碰撞检测时间,提高了碰撞检测速度,实验结果验证了方法的有效性。     

包围盒碰撞检测算法应用研究

碰撞检测是视景仿真应用中的关键技术,研究了基于OBBTree的包围盒层次碰撞检测算法,并在视景仿真系统中得到实现。该算法首先创建能够紧密包围物体的OBB（Oriented Bounding Box）包围盒,并自上而下地创建OBB树,然后采用“分割轴”（separating axis）方法快速检测两个OBB包围盒是否相交。使用该算法进行碰撞检测的“虚拟仓库设备布放系统”在实时性和逼真性方面都取得了很好的效果。     

一种利用Delaunay 三角剖分的碰撞检测算法

虚拟现实中物体对象分布及运动情况呈现复杂多样,碰撞检测算法很难达到实时 性和准确性的要求。提出了一种基于Delaunay 三角剖分的多物体碰撞检测实时算法。该算法运 用包围体紧密拟合物体对象,以包围体的中心构建离散数据点集,生成Delaunay 三角网格,实 施碰撞检测,避免层次包围盒和空间划分的不利因素,物体的更新等操作限定在局部的三角形 内。实验表明在多物体的碰撞检测中,即使存在若干移动物体,算法能够满足实时性和准确性 的要求。     

复杂场景中基于拓扑空间网格的碰撞检测算法

为了提高复杂场景的碰撞检测效率,提出一种基于拓扑空间网格的碰撞检测算法. 由于场景中存在众多形状复杂、尺寸不一且运动状态不同的物体,首先采取场景预处理对空间进行均匀八叉树网格划分,建立物体方向包围盒层次树与空间网格拓扑结构,利用静态大尺寸物体分割策略提升定位精确性,然后在实时检测中利用拓扑空间网格及投影相交测试排除大量不相交物体对,利用层次包围盒算法对潜在碰撞对进行精确检测并计算出碰撞点. 实验结果表明,本算法有效地提高了实时检测的效率,适用于复杂虚拟场景中的碰撞检测.     

虚拟现实技术中碰撞检测算法研究

碰撞检测是虚拟现实技术、机器人技术与动画仿真技术等领域中一个关键的环节,其基本任务是确定两个或多个物体彼此之间是否发生接触或穿透。本文阐述了碰撞检测的一般结构、常见的几种分类标准。重点介绍了目前最主要的三种碰撞检测算法,基于包围盒方法的碰撞检测算法,基于图像空间的碰撞检测算法,基于距离场的碰撞检测算法,对它们各自的优缺点做了比较分析。最后预测了碰撞检测算法的未来发展方向。     

虚拟手术中刚体和软体碰撞检测算法研究

在虚拟手术中,组织器官的碰撞检测一直是影响手术模拟效率的瓶颈。文中基于手术器械一般远小于组织器官、并且手术过程中器械仅有极小尖端部分与器官接触这一事实,提出了一种新的算法。传统的碰撞检测算法中,一般用层次包围盒树对物体进行建模。文中对虚拟手术器械的建模使用线性表来代替层次包围盒树,与标准库RAPID的对比实验表明,该方法提高了检测的效率,能较好地解决类似虚拟手术中小型刚体和大型软体之间的碰撞检测。     

基于混合包围体的OpenMP并行化碰撞检测算法

针对交互式系统中碰撞检测实时性、精确性的要求,提出了一种共享存储系统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来构建物体的混合包围体层次(S-AABB),快速排除不相交的物体以加速算法,利用OpenMP并行模型来并行遍历混合包围体层次,进一步加速碰撞检测算法.实验结果表明,与现有经典的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.同时,还与已经提出的MPI及Pipelining等并行算法进行比较,从时间效率和资源消耗两个方面说明本文基于OpenMP算法的优点.     

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。     

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。     

多机器人并行动态包围体层次树碰撞检测算法

针对现有多机器人间碰撞检测算法耗时过多的问题,提出上层动态剔除层、中间连杆层、底层3层结构的并行动态包围体层次树碰撞检测算法.首先采用3层结构构建机器人两两间动态包围体层次树;然后依次对上、中、底各层设计并行加速的并行架构,采用OpenMP的3种并行结构实现碰撞检测并行计算.通过6或8个机器人工作站进行实验并分析算法的时间复杂度,结果表明,在相同实验条件下,动态包围体层次树中间连杆层、底层并行处理后碰撞检测效率是原动态包围体层次树的2倍左右,是RAPID的4倍以上;所提出的并行架构能够发挥出动态包围体层次树的层次结构优势,并行计算下的动态包围体层次树算法能有效地提高多机器人间碰撞检测效率.