基于Unity3D虚拟针灸碰撞检测仿真

虚拟针灸系统能够为中医针灸治疗手法的练习过程提供便利,碰撞检测技术作为虚拟针灸系统的关键技术,能够对针刺过程的运行画面真实度产生直接影响。为保证虚拟针灸碰撞检测运行画面的真实性,首先介绍了虚拟针灸系统与碰撞检测技术概况,然后基于Unity3D平台对虚拟针灸碰撞检测进行了应用分析,实验表明虚拟针灸碰撞检测过程能够在保证模型碰撞与现实碰撞相同的情况下,保持很好的流畅性。     

基于骨骼的3D角色的碰撞检测

基于骨骼的角色实现快速碰撞检测。该算法以层次包围盒（OBB）为基础,通过为每个骨骼模型建立包围盒,运用分离轴理论计算包围盒的相交测试。该方法能有效地用于3D游戏引擎中碰撞检测的实现。     

虚拟物体间碰撞检测系统的设计

X3D是开放式的基于WEB的虚拟现实3D标准,是XML和VRML集成应用技术。首先介绍了X3D的碰撞检测的模型;其次描述了碰撞检测算法;通过X3D规范中提供的可扩展的插件机制,提出了一种用于X3D的碰撞检测系统的结构,通过测试该系统,它能够在具有大量的运动物体的环境中进行较为准确的碰撞检测,实时性和健壮性也基本上达到应用的要求。     

基于装配技术的管网场景仿真系统研究

本文提出了一种基于装配技术的管网三维可视化的方法,分析并构建了管网场景仿真系统的功能模块和体系结构。针对CAD系统和虚拟环境之间的数据转换问题,采用了层次结构模型来表达管件模型。在虚拟环境中, 通过对模型进行凸包分解,实现了精确碰撞和干涉检测。系统实现效果表明,基于装配技术和碰撞检测技术的管网可视化方法可更为灵活、逼真的实现管网的三维再现。     

JAVA3D在虚拟切削和碰撞检测中的应用

尽管JAVA3D在虚拟制造中得到广泛的应用,但是在基于JAVA3D的虚拟切削系统中,由于JA-VA3D原有的碰撞检测算法不完善,存在误判和误差较大的缺点。针对这些不足,提出了基于多视角的动态八叉树碰撞检测算法,分别从正前方、正上方、正左方和45°等轴测4个视角同时检测物体的碰撞情况,每个视角中采用动态八叉树算法对物体进行检测,只有当4个视角同时检测到碰撞时才认为发生碰撞。算法成功地避免了误判,减小原来的误差,实现了对JAVA3D碰撞检测算法的改进。     

3D游戏程序设计中碰撞检测的数学方法

3D游戏已经成为电脑游戏的主流产品。在3D游戏开发过程中引擎程序设计的一个重要环节就是需要确定运动着的物体和环境之间,物体和物体之间在什么时候发生碰撞,从而有效地控制物体运动的过程。该文从环境碰撞和实体碰撞二个方面论述了游戏引擎程序设计中碰撞检测的数学基本方法,为游戏开发中的引擎程序设计的碰撞检测算法的提供数学解决方案。     

基于Open Inventor的虚拟驾驶仿真系统

基于虚拟现实技术,以3ds MAX为建模软件,Open Inventor为开发平台,通过面向对象的编程方法设计了虚拟驾驶仿真系统,介绍了三维模型的导入、层次细节技术、碰撞检测、运动相机的控制与渲染等关键技术.通过实验表明,本系统真实地模拟了汽车在驾驶过程中起步、换挡、加减速、转向、制动等行驶工况,并实时地通过碰撞检测算法来判断虚拟车辆模型与虚拟场景之间的碰撞.     

蒙皮骨骼动画的碰撞检测研究

提出了一种利用蒙皮骨骼的特点改进的碰撞检测算法,该算法使用层次包围体为基础,改进了OBB树的生成和更新。实验证明,该算法提高了碰撞检测的效率,能满足复杂3D人物的碰撞检测需求。     

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。     

3D关节角色基于OBB的实时动态碰撞检测

论文实现了为3D角色的每个骨骼构建一个OBB(OrientedBoundingBox,有向包围盒)用于实时动态碰撞检测的方法,并在实现中以MicrosoftDirectXAPI为基础,通过扩展X模型文件模版,将离线计算的OBB嵌入3D关节角色模型免去运行时的计算。该方法较大地提高了3D角色实时动态碰撞检测效率,可应用于第一人称射击游戏、3D角色模拟游戏、机器人寻径以及虚拟战术环境中。     

三维服装仿真中的"服装-人体"快速冲突检测及响应算法

维胆装仿真可以为三维人体动画生成逼真的服装动态效果，但其中的冲突检测与仿真计算的时间复杂度太高，其实用性一直受到很大限制．提出了一种快速的“服装-人体”冲突检测友响应算法，在人体运动状态下，快速检测服装与人体之间的位置冲突，其时间复杂度仅为O（n）（n为服装模型上的顶点数目）．在此基础上，提出一种合理有效的冲突响应机制，并实现快速稳定的三维服装仿真，取得了真实的仿真结果．     

虚拟场景漫游系统的碰撞检测优化算法

基于三维层面的碰撞检测算法都比较复杂,还需要大量场景数据作支撑.本文针对虚拟场景漫游系统的特点,提出一种将三维碰撞简化到二维平面中的检测算法.实践表明:该算法能大大提高检测效率,也能很好地满足漫游系统的需要.     

JAVA 3D与VRML在机器人仿真和碰撞检测中的应用

碰撞检测是机器人运动仿真系统中的重要组成部分，快速有效的碰撞检测功能将是仿真系统成功的关键。本文介绍一种用AutoCAD、VRML建立机器人模型，用JAVA3D实现碰撞检测功能的方法，分析并提出了如何改进碰撞检测类来提高机器人碰撞检测中的精度问题，最后针对JAVA3D在碰撞检测方面的缺陷提出了进一步的改进意见。     

2D/3D Isometric Transformation Using Spring-Mass System

２Ｄ／３ＤＩｓｏｍｅｔｒｉｃＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＵｓｉｎｇＳｐｒｉｎｇ＿ＭａｓＳｙｓｔｅｍＦａｎＪｉｎ１ＭａｔｈｅｗＭ．Ｆ．Ｙｕｅｎ２ＱｉｆｕＷａｎｇ１ＺｈｏｕＪｉ１１ＴｈｅＣＡＤＣｅｎｔｅｒｏｆＴｈｅＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｖｉｅｒｓｉｔｙｏｆ...     

结合增强现实的医用加速器碰撞检测方法

针对肿瘤放射治疗中的加速器机械碰撞问题,提出一种增强现实环境下基于Unity3D的碰撞检测方法。基于三维建模软件3ds Max对医用直线加速器、治疗床等设备进行准确建模,基于病人CT由移动立方体算法得到三维可视化图像,并据此在USTC系列人体模型数据库中匹配体型符合程度最高的模型;编写脚本以对模型进行运动控制及刚体特性处理,基于Unity3D进行碰撞检测并规划设计GUI界面以进行用户操作和信息反馈;将三维模拟场景发布到Universal Windows平台并部署到增强现实设备HoloLens上。针对病床（病人）的三组空间位置进行测试,检测结果均与实际情况相符合,并得到了准确的反馈信息。测试结果表明,该碰撞检测方法检测结果准确,人机交互方便,增强现实环境下,展示效果直观,具有很好的应用前景。     

Hybrid image‐based collision detection in Java 3D

Collision detection is highly important in computer graphics and virtual reality. Most collision detection methods are object‐based, relying on testing the geometrical interference of objects, and their performance therefore depends on the geometrical complexity of the objects. Recently, image‐based methods have gained increasing acceptance for their simplicity in implementation, robustness with respect to the object geometry, and the potential to distribute the computational burden onto graphics hardware. However, all existing image‐based methods require direct calls to OpenGL, but so far there is no direct way to access OpenGL through the Java 3D API. Although Java 3D provides its own built‐in collision detection classes, they are either incorrect or inefficient. In this paper, we present a hybrid image‐based collision detection method in Java 3D, which incorporates the Java 3D built‐in collision detection and the image‐based collision detection in our specially devised scene graph. In addition, we take advantage of the fact that the 3D position of successive offscreen views (i.e. virtual views perceived by the probing object) does not change significantly and thereby reduce the occurrences of offscreen rendering, so that the collision detection becomes even faster (up to 50% in our case). Experimental results prove the correctness and efficiency of our method. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

三维单目虚实物体球对面碰撞检测算法

为加强增强现实的沉浸感与真实性,实时地进行虚实物体间的碰撞检测至关重要.因此,提出一种基于增强现实和单目视觉的任意形状虚实物体碰撞检测估计算法.通过改进现有的单目二维虚实碰撞检测及响应算法,针对现有碰撞检测算法存在的计算复杂度高的问题,提出一种仅需计算实际物体4个特征点的三维碰撞检测算法;并通过对象分割、特征点提取、碰撞检测和碰撞响应等过程取得与真实世界物理特性一致的三维虚实碰撞响应估计效果.在增强现实有标记和无标记环境下分别进行实验结果表明,碰撞检测的计算量与二维算法相近,且具有景深效果,实现了基于单目视觉的增强现实三维虚实碰撞响应预测和处理.     

基于距离场和扫掠剪除算法的线缆碰撞检测技术

针对线缆具有柔性可变形特性而引起线缆碰撞检测难的问题,提出了基于距离场和扫掠剪除算法的线缆碰撞检测方法。基于距离场的碰撞检测方法主要用于检测线缆与线缆、线缆与结构件之间的碰撞：首先通过建立线缆体廓包围球,完成线缆多细节层次球面调和的表达;然后生成三维距离场映射,获取线缆或结构件表面法向量和穿刺深度等碰撞反馈信息。基于扫掠剪除算法的碰撞检测方法主要用于检测线缆的自碰撞：先构建线缆分段数学模型,然后通过线缆离散点扫掠剪除完成线缆自碰撞检测。最后对算法进行了验证,算法具有较好的准确性和快速性,可以满足工程实际的要求。     

开放式机器人控制器中仿真组件的实现

文章将机器人三维图形仿真模块作为开放式机器人控制器中的一个通用组件来进行研究,分析了其建模和设计过程。为了保证组件的通用性,将连杆作为基本单位来设计机器人对象,并根据串联结构机器人的特点设计了通用的三维造型方法,使其可以适用于大多数串联结构的机器人。同时,为了满足机器人规划和避障的要求,在仿真组件中实现了基于距离计算的碰撞检测,并给出了仿真实验的结果。