碰撞检测在三维场景漫游中的研究与实现

碰撞检测是三维漫游中的一项重要功能。通过面向对象图形渲染引擎(OGRE)构建了一个模拟三维漫游系统,利用OgreNewt结合Newton库在系统中实现碰撞检测功能。碰撞检测包围盒均采用3DSMax创建,利用OgreNewt中的碰撞检测树解析,既保证了碰撞的精确性,又节省了编码工作量。适用于层次结构较复杂的三维场景的加载和碰撞检测。     

面向网络应用的三维树木模型简化方法研究

在网络环境下进行三维树木模型的绘制与传输,不仅对模型逼真度有着较高要求,还更需保证网络交互的实时性。由于现有的基于几何或图像的三维模型简化方法无法满足网络应用对三维树木的模型细节和网络传输速度的要求,因此提出了一种面向网络应用的三维树木模型简化方法。该方法对树木枝干部分的骨架节点进行提取,并采用非均匀的骨架简化策略对树木模型的枝干部分进行简化;此外,还利用纹理树冠方法对树冠部分进行简化,通过采用凸包纹理模板贴图重构树冠,使得重构后得到的模型与原始模型具有很好的相似度。实验和应用结果表明,面向网络应用的三维树木模型简化方法在保证视觉质量的基础上,能进一步减少模型文件的存储容量,从而提高树木模型的绘制效率及其在网络中的传输速率。     

结合二维算法的三维快速碰撞检测算法

碰撞检测是虚拟现实的重要组成部分,快速精确的碰撞检测算法直接决定三维仿真效果的好坏。提出了二维平面碰撞检测与动态八叉树相结合的新算法,使得碰撞检测效率有了很大提高。     

三维游戏中相机与世界的碰撞检测及响应

本文详细叙述了第一人称射击游戏中相机与世界的碰撞检测方法以及碰撞后的响应。近似的用球体来代表相机,然后用这个球体来和世界中的所有三角形进行碰撞检测以捕获所发生的碰撞。     

一种面向移动终端的三维图形服务计算方法

提出一种基于服务计算架构的三维图形简化算法和图形在网络上的渐进传输方法。细密的网格通过逐层地删除其冗余信息,最终生成由稀疏的基网格和一系列误差值组成的渐进网格。三维图形可依据不同分辨率的需求在移动终端上重建并渲染。实验表明,算法速度快,效果好。     

虚拟景区中层次碰撞检测方法的研究

针对虚拟景区场景大、对象多的特点,提出了一种层次碰撞检测方法。首先运用空间剖分法过滤掉远处不可能碰撞的对象,然后再通过构建碰撞检测空间,剔除掉待测运动对象附近暂时不可能碰撞的对象,最后再运用S-AABB层次包围盒法根据每个对象的具体精度要求进行精确碰撞检测。该碰撞检测方法在满足实际精度要求的前提下,降低了碰撞检测次数和复杂度,提高了实时性,是一种针对虚拟场景高效快速的碰撞检测方法。     

三维场景漫游中碰撞检测的研究与应用

在虚拟现实环境下,基于包围盒算法是一类重要碰撞检测算法,该文在比较了层次包围盒下的几种常用的包围盒技术,具体阐述了实时性好且较容易程序实现的轴一致包围盒(AABB)的定义、重叠测试和碰撞检测算法,并把该包围盒技术应用到虚拟现实系统的碰撞检测过程中,最终在VC++和OpenGL平台上实现了三维场景漫游过程中物体之间的精确碰撞检测。     

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。     

碰撞检测技术在三维交互漫游系统中的应用

针对提高交互漫游系统中动态的视点与静态的场景对象之间的碰撞检测性能进行了研究，将碰撞检测算法分成两步：第一步采用包围盒进行碰撞的粗略检测；第二步采用相交测试法进行碰撞的精确检测，并采用限时计算的思想对整个碰撞检测加以优化。实验结果表明，该算法加快了碰撞检测的速度，能较好地适应3D物体碰撞检测准确、快速的要求。     

虚拟展览馆系统中冲突检测的实现

冲突检测是虚拟环境系统中一个重要的基本功能模块。也是给用户提供真实感的重要手段之一。然而，它的实现往往伴随着大量的资源开销。该文介绍了虚拟展览馆系统中采用的基本冲突检测算法。以及作出的改进；并阐述了在此基础上构造的一个基于层次场景的冲突检测功能模块。提出了一个基于场景的连续冲突检测方法。实验结果表明虚拟展览馆系统中的冲突检测功能部件能较为理想地检测出场景中三维物体移动中的冲突情况。     

基于本体的决策模型冲突预测及协商研究

依据模型知识的特性,定义了模型描述本体和任务求解本体,为模型提供语义支持.模型语义分为描述语义和行为语义.基于描述语义的相似性判定,模型可进行潜在冲突预测;然后根据任务求解本体的定义,模型通过行为语义交互,进行行为协商;而在执行过程中,模型需要为每一个操作申请资源,因此模型根据模型描述本体和描述语义对资源申请进行协商,从而得到互不冲突的操作执行序列,消除冲突.最后通过实验分析验证算法的有效性.     

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.     

基于运动对象局部场景截取的碰撞检测算法

为了解决虚拟心脏介入手术系统中的碰撞检测问题,提出了一种基于运动对象局部场景截取的碰撞检测算法.通过实时构建运动对象的局部场景截取体,可以获取该对象周围的局部场景数据,有效地降低了碰撞检测复杂性.并且它对虚拟场景中埘象的形变属性没有特殊要求,可适用于虚拟环境中包含可形变对象的情形.通过虚拟心脏介入手术中的碰撞检测实验表明,碰撞检测频率达到500Hz以上,并能精确给出碰撞点和发生碰撞的基本几何元素等碰撞信息,可以满足虚拟心脏介入手术对碰撞检测的实时性与精确性要求.     

实时碰撞检测算法的探讨与研究

本文对碰撞检测算法的分类进行了阐述,并比较了按层次包围盒法分类的包围盒AABB、包围球、方向包围盒OBB、固定方向凸包的包围盒FDH、时空包围盒检测算法（STBB）的构造难度高低,存储量大小和相交测试复杂度高低等方面。同时,也对空间分割法下的各类算法进行了分析。最后介绍了两种新趋势下的混合碰撞检测法进行了归纳研究,并总结了算法的优劣和新的方向。     

Partitioning and Handling Massive Models for Interactive Collision Detection

We describe an approach for interactive collision detection and proximity computations on massive models composed of millions of geometric primitives. We address issues related to interactive data access and processing in a large geometric database, which may not fit into main memory of typical desktop workstations or computers. We present a new algorithm using overlap graphs for localizing the "regions of interest" within a massive model, thereby reducing runtime memory requirements. The overlap graph is computed off-line, pre-processed using graph partitioning algorithms, and modified on the fly as needed. At run time, we traverse localized sub-graphs to check the corresponding geometry for proximity and pre-fetch geometry and auxiliary data structures. To perform interactive proximity queries, we use bounding-volume hierarchies and take advantage of spatial and temporal coherence. Based on the proposed algorithms, we have developed a system called IMMPACT and used it for interaction with a CAD model of a power plant consisting of over 15 million triangles. We are able to perform a number of proximity queries in real-time on such a model. In terms of model complexity and application to large models, we have improved the performance of interactive collision detection and proximity computation algorithms by an order of magnitude.     

空间模型碰撞检测的向量符号分析方法与实现

用向量分析的方法从理论上对空间模型相互关系进行了探讨，定义了若干运算因子和表达公式，对３维物体模型间的相互碰撞检测问题进行了较深入的剖析，在此基础上给出了具体的算法。实验证明了本文算法的正确性和有效性。     

织物仿真中的冲突检测和处理

冲突检测以及冲突处理一直是织物仿真的“瓶颈”问题。该文论述了对柔性物体如织物与刚体的冲突检测问题。通过正冲突物体表面周围建立一个很狭小的相当于防护屏的力场来避开冲突。将这个力场分割成一些连续不重迭的完全围绕着表面的小单元，一旦某个点要进入某个单元，就产生一个排斥力，这个力的大小和方向由速度、法向、点与表面的距离决定。     

基于Z_buffer值的碰撞检测算法研究

碰撞检测算法是增强虚拟环境的逼真感和沉浸感的一个重要手段。原有的碰撞检测算法计算复杂，在复杂大范围三维场景绘制时会占用系统大量计算资源。针对传统碰撞检测算法的缺点，提出了一种基于缓冲区Z_buffer值的快速碰撞检测算法。该算法充分利用场景绘制时的变换矩阵和深度信息，实现了用户以第一人称在虚拟场景中漫游时进行快速碰撞检测与响应。实验证明该算法计算简单、速度快且与场景复杂度无关。     

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。