任意多面体的四面体剖分算法

该文提出一种将任意多面体剖分为四面体的算法,该算法首先依据顶点凸凹性算法判定多面体顶点的凸凹性性质,再寻找符合剖分条件的凸顶点,将该凸顶点的凸空间从原多面体中剖分出去,得到一个新的多面体,剖分出来的凸空间再分为多个四面体;再重复对新的多面体进行剖分,直到剖分完毕。该算法的平均时间复杂度为O(N+M),其中N为多面体的凸顶点数目,M为多面体的凹顶点数目。     

任意多面体的剖分算法及应用

本文提出了一种将任意多面体剖分为四面体的算法,给出了算法理论基础的证明、算法具体实现步骤及所用数据结构。该算法首先根据多面体类型,查找出符合剖分要求的多面体一个面与一个顶点,构成一个简单多面体,将原多面体剖分为该简单多面体和一个新的多面体,再 对新的多面体重复剖分,直到多面体全部剖分为简单多面体。每个简单多面体进一步剖分为四面体。最后,文章讨论了该算法在机器人碰撞检测中的应用。     

任意多面体的环链剖分算法

文章提出了一种对任意多面体不添加顶点的凸剖分方法,它对多面体的剖分个数接近最少。方法是从多面体的棱和对角棱所构成的所有环链中按形成剖分面最少和周长最短的要求选取一个最好的环,利用这个环的各个边所形成的一系列面对多面体进行一次剖分。这种方法可找到对多面体不添加顶点剖分的最好剖分面,使剖分的次数接近最少,同时此方法可对任意多面体进行剖分。     

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。     

任意多边形Delaunay三角剖分改进算法

本文重点研究任意多边形的Delaunay三角剖分,研究发现现有常用任意多边形Delaunay三角剖分存在执行效率低、候选节点可能出现"位置违约"错误等缺陷,根据候选节点与当前边夹角的大小关系,本文提出一种基于有向边的任意多边形Delaunay三角剖分改进算法,该算法具有执行效率高,避免了现有常用算法中可能出现"位置违约"的错误,完善了原算法的健壮性.     

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。     

基于边/面遮挡关联性的多面体凸剖分方法

提出一种多面体凸剖分的方法,与国际上已有的工作相比,在计算速度、空间需求和新增顶点等方面均降低了复杂度,有大幅的效率提高,且在处理凹边很多的多面体时具有更大的优越性.其工作步骤是根据多面体的面、边沿某些方向正投影时面与面之间、边与边之间的遮挡关系进行局部化操作,以渐进地凸剖分多面体.它对应用中的常见模型表现出的时间复杂度、空间复杂度皆近似为O(n),而新点数不超过O(r n~(0.5)),这里,n为模型的点数,r为凹边数.实验结果表明,与目前国际上常用的"切割分裂"方法相比,新方法的速度提高了14～120倍,空间下降至"切割分裂"方法的1/2.3～1/7.4,而新增加的点数则最多为"切割分裂"方法的1/28,甚至有些情况下无须增加新点就能完成凸剖分.新方法剖分出的凸多面体绝大多数是四面体,多于"切割分裂"方法所得凸多面体数量.但是,很多应用是要求多面体被剖分为四面体的.如果进一步将凸多面体四面体化,则新方法的结果个数将明显少于"切割分裂"方法,因为新方法的剖分过程中所增加的新点要少很多.新方法还能方便地处理包含空洞的多面体,甚至是包含孤立面、孤立边和孤立点的非流形多面体.     

基于近似最少切割面的凹多面体剖分算法

为了提高凹多面体的剖分效率、减少剖分后增加的顶点数和凹边数,利用回路提出一种对任意的凹多面体不添加任何顶点的有效的凸剖分方法。首先将凹多面体抽象成无向图,然后利用深度优先搜索策略找出由这个无向图的边所组成的最优回路,该回路上的边的个数最少,并且凹边个数多。由该回路上的边组成的一系列切面对凹多面体进行一次切割。该方法可以在对多面体不添加任何顶点的情况下找到近似最好的回路,形成近似最少的切割面,对多面体的切割接近最少,剖分后得到的多面体个数近似最少。     

基于成功回路的凹多面体的剖分算法

提出了一种对任意凹多面体不添加顶点的凸剖分方法,该算法首先把凹多面体抽象为无向图,无向图的顶点为多面体的顶点,边为多面体的棱和对角棱,权值为棱或对角棱的长度,然后根据普利姆算法构造最小生成树的思想来构造一个成功回路,利用该回路对多面体进行剖分。重复执行此过程,直到剖分后的所有多面体都是非凹的。该算法能够对多面体进行不添加顶点的剖分,同时可以对任意凹多面体多面体进行剖分,包括含有空洞的凹多面体。     

基于分类体数据的四面体网格剖分算法

虚拟内窥手术是以真实病人的CT或者MRI扫描数据为基础，首先通过组织分割，在计算机内部建立起三维模型，然后通过虚拟现实技术来模拟窥镜手术全过程的一项技术。其中，人体器官的三维网格建模是该技术中一个十分重要的部分，为了准确地进行了人体器官三维网格建模，在对三维体数据进行组织分割的基础上，提出了一种由分类体数据直接建立三维四面体网格的方法，由于Delaunay三角剖分所产生的网格质量比较高，所以该方法沿用逐点插入算法的思想，以特征点的提取和Steiner布点为基础来生成四面体网格，并通过组织边界的判定准则和利用flip操作来恢复组织边界，实践证明，该方法所生成的网格具有自适应的网格密度。     

基于Kinect和Unity的虚拟手抓取碰撞检测算法

针对目前虚拟现实中碰撞检测算法效率低精度差的问题,提出了一种改进的层次方向包围盒(OBB)算法;首先通过位置关系判断虚拟手是否在物体包围球的邻近区域,然后用OBB和八叉树算法进行详细的碰撞检测,最后利用离散点到虚拟手简化面的矢量计算法实现精确的碰撞检测;实验结果表明,随着三维物体基元数目的增多,这种由粗略到精确递进的检测方式极大地提高了碰撞检测的效率和精度,具有可行性;该算法适用于任何复杂场景中刚体结构模型的碰撞检测,在运行时候不存在滞后情况,显示流畅,而且碰撞检测精度高,完全能够满足虚拟环境实时性和精确性的要求.     

基于方向包围盒投影转换的轮廓线拼接算法

基于轮廓线拼接算法重构三维模型时,由于拼接对象的复杂性,任何一种拼接方法都不能完全涵盖所有情况。为此,提出一种基于方向包围盒(OBB)投影转换的轮廓线拼接算法：首先判断多边形的顶点凹凸性,对于凹顶点,将其转换到对应的凸包上;然后计算凸包的方向包围盒,旋转平移矩形包围盒,并求包围盒内接椭圆,将每个顶点都按比例投影此椭圆上;基于投影后的点进行轮廓线拼接,寻找相邻轮廓线顶点之间的对应关系;最后还原实际坐标,进行原始模型的三维重构。     

实时碰撞检测算法分析与比较

随着计算机硬件的升级,3D虚拟游戏产业早已出现在电脑的客户端,而碰撞检测是影响3D虚拟环境的一个重要因素,如何快速而精确地进行碰撞检测成为研究的热点。本文主要介绍碰撞检测的几种常用的算法,根据球和OBB包围盒的特性,提出一种球包围与OBB包围盒相结合的算法。针对众多的改进算法的局限性,应根据具体情况及碰撞检测精度选择不同的算法以实现较好的碰撞效率。     

基于图像空间的快速碰撞检测算法

为了满足日益复杂的虚拟环境中碰撞检测的高实时性要求,提出一种基于图像空间的快速碰撞检测算法,有效利用了图形处理器(GPU)的加速功能。该算法以基于物体空间的凸块层次二叉树技术及方向包围盒(OBB)之间的碰撞检测为前提,可快速排除场景中明显不相交的凸块;然后通过生成的凸块潜在碰撞检测集,在RECODE算法的基础上,得到一种运行效率更高的碰撞检测算法。实验结果表明,在同等复杂的虚拟环境中,尤其是复杂度较高的虚拟环境中,该算法具有更高的碰撞检测实时性,取得了良好的效果。     

一种基于八叉树与流水线技术的快速碰撞检测算法

针对存在大量运动物体的虚拟环境,提出一种基于空间八叉树剖分与流水线技术的并行碰撞检测算法.通过八叉树剖分,把虚拟空间剖分成一系列的子空间,然后只对同一空间中的结点进行碰撞检测.对空间内的每个物体构建包围盒树,同一空间中的任意两棵包围盒树遍历构成任务树,把任务树中的任务分配给不同的进程进行碰撞检测,并采用流水线与多线程技...     

虚拟手术中的快速碰撞检测算法

为了解决当前虚拟手术仿真中使用单一包围盒进行碰撞检测实时性不能满足要求的问题,提出了一种针对虚拟手术的基于层次包围体的快速碰撞检测方法。该方法主要应用了层次包围盒(BVH)的思想,同时根据不同对象的拓扑结构特征,采用不同的包围盒技术来表示。首先,用层次包围盒来表示手术工具,用层次包围球表示手术对象;然后,利用包围球和方向包围盒的相交测试快速排除不相交部分;最后,对于可能发生碰撞的部分再使用更为精确的三角面片相交测试来确定碰撞信息。实验结果表明,在相同的虚拟手术场景下,提出的这种方法较使用单一的层次包围盒具有更快的速度。     

基于拓扑层次图的碰撞检测算法

为了提高虚拟环境中碰撞检测的实时性和精确性,提出了一种基于拓扑层次图的碰撞检测方法。利用拓扑结构的连接关系将模型分割成凸集;然后利用凸集较强的适应性和OBB紧密性好的优点构造包围盒的拓扑层次图,提高了剔除不相交包围盒的效率,减少了检测时间;利用智能搜索算法——改进的A*算法搜索潜在碰撞集(PCS),进一步提高相交检测的速度和准确性。实验表明,该算法具有较高的速度和精度,能够满足复杂虚拟环境碰撞检测实时性和精确性的要求。     

High‐resolution autostereoscopic 3‐D projection display with a space‐dividing iris‐plane shutter

Abstract— A high‐resolution autostereoscopic 3‐D projection display with a polarization‐control space dividing the iris‐plane liquid‐crystal shutter is proposed. The polarization‐control iris‐plane shutter can control the direction of stereo images without reducing the image quality of the microdis‐play. This autostereoscopic 3‐D projection display is 2‐D/3‐D switchable and has a high resolution and high luminance. In addition, it has no cross‐talk between the left and right viewing zones, a simple structure, and the capability to show multi‐view images.     

一种新的核化SVM多层分类方法

利用核化思想提出了一种新的SVM多层分类算法。该算法的基本思路是：先利用Mercer核,将输入空间非线性可分的训练样本映射到高维特征空间Hilbert中,使之线性可分,然后采用最小超球体类包含作为层次分类的依据来生成二叉决策树,从而实现在高维空间中的多类分类。实验表明,采用该算法进行多类分类,可以有效地解决输入空间非线性可分问题,并可在一定程度上提高分类器的分类精度。     

改进的基音周期检测算法研究

针对传统的短时平均幅度差函数（AMDF）法由于出现均值下降趋势,谷点并非全局最低谷点而导致基音周期提取中的倍频和半频错误出现的情况,提出一种改进算法。将传统的AMDF经过经验模式分解（EMD）处理后去掉趋势项重组新的EMDAMDF,再利用短时自相关函数（ACF）对其进行加权,构造新的EMDAMDF/ACF加权平方特征检测该语音帧的基音。仿真结果表明,该方法有效地加强了AMDF的谷值特性提高了基音周期检测的准确率。