虛擬仿真中的碰撞檢測算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、碰撞檢測問題在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域中有很長的研究歷史。近年來隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、分布交互仿真等技術(shù)的興起，碰撞檢測特別是軟體碰撞檢測開始成為研究的熱點(diǎn)。精確的碰撞檢測對提高虛擬環(huán)境的真實(shí)性、增強(qiáng)虛擬環(huán)境的沉浸感有著至關(guān)重要的作用，而虛擬環(huán)境自身的復(fù)雜性和實(shí)時(shí)性又對碰撞檢測提出了更高的要求。 本文以織物模擬為應(yīng)用對象，對基于AABB層次包圍盒的碰撞檢測算法進(jìn)行了研究，解決了碰撞檢測和自碰撞檢測的實(shí)時(shí)處理問題。在碰撞檢測算法

2、的基礎(chǔ)上，將織物自碰撞問題通過遞歸的思想歸結(jié)為碰撞檢測的問題來討論。同時(shí)，分析了基本幾何元素問的碰撞檢測問題，將所有的幾何元素間的碰撞檢測問題歸結(jié)為“點(diǎn)-三角形”碰撞和“邊-邊”碰撞；對可變?nèi)切蔚淖耘鲎矙z測分解為6次“點(diǎn)-三角形”碰撞檢測和9次“邊-邊”碰撞檢測，達(dá)到提高算法效率的目的。 此外，本文在充分開發(fā)和利用虛擬環(huán)境中對象運(yùn)動(dòng)的時(shí)空相關(guān)性的基礎(chǔ)上，采用了加速對象間碰撞檢測速度的遍歷跟蹤策略。這是一個(gè)啟發(fā)式的策略，通過跟蹤

3、上一時(shí)間采樣點(diǎn)對包圍盒樹的遍歷過程，確定當(dāng)前時(shí)間采樣點(diǎn)的遍歷路徑，從而有效地減少了遍歷過程中包圍盒相交測試的次數(shù)，提高了算法效率，同時(shí)通過對跟蹤表的維護(hù)，保證了碰撞檢測的正確性和有效性。 本課題是以VC++6.0和OpenGL 為開發(fā)工具，在開發(fā)過程中自始至終貫徹了面向?qū)ο蟮木幊趟枷?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文采用AABB層次包圍盒碰撞檢測算法能很好的在織物模擬中解決實(shí)時(shí)碰撞問題，從而為解決和處理軟體對象的碰撞檢測問題提供了一種可靠有效的