計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)中碰撞檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)是一個(gè)迅速發(fā)展的領(lǐng)域，它不僅可以將已經(jīng)存在的事物變?yōu)榭梢?jiàn)的，也可以將人為創(chuàng)造的概念動(dòng)態(tài)地表現(xiàn)出來(lái)。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)是一門(mén)涉及多學(xué)科的綜合技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)三維造型的顯示為基礎(chǔ)，涉及圖像處理技術(shù)、攝影技術(shù)、繪畫(huà)技術(shù)、廣告創(chuàng)意、計(jì)算機(jī)視頻、視像與聲音的合成技術(shù)等。
　　 碰撞檢測(cè)技術(shù)是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)中基礎(chǔ)問(wèn)題之一，其任務(wù)就是確定動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景中的兩個(gè)或多個(gè)物體彼此之間是否發(fā)生接觸或穿透，它也是許多其它學(xué)科中一個(gè)基礎(chǔ)的問(wèn)題。精確的碰撞檢

2、測(cè)對(duì)提高動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景的真實(shí)性和實(shí)時(shí)性起著至關(guān)重要的作用。
　　 研究表明，多種碰撞檢測(cè)歸根到底都要進(jìn)行基本幾何元素的相交測(cè)試，基本幾何元素的相交測(cè)試是碰撞檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的基本組成部分。而基本幾何元素大多是三角形或四面體，因此高效的三角形對(duì)相交測(cè)試對(duì)提高碰撞檢測(cè)算法效率，增強(qiáng)動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景中的真實(shí)感起著至關(guān)重要的作用。
　　 為提高碰撞檢測(cè)的速度，就必須減少三角形對(duì)相交測(cè)試的測(cè)試步驟和計(jì)算復(fù)雜度?；诖擞^點(diǎn)，本文提出了一種基于A

3、yellet算法的改進(jìn)算法，該算法從代數(shù)的角度出發(fā)，首先快速排除掉三角形對(duì)不相交或共面的兩種情況，然后計(jì)算三角形TA與三角形TB所在平面π2的相交線段，反過(guò)來(lái)計(jì)算三角形TB與三角形TA所在平面π1的相交線段，最后檢測(cè)這兩條線段是否有公共點(diǎn)，而不去計(jì)算這兩條線段相交點(diǎn)的具體坐標(biāo)。如果有公共點(diǎn)則三角形對(duì)相交，反之則不相交。該算法也可以應(yīng)用于類(lèi)似的問(wèn)題，如矩形對(duì)的相交測(cè)試，多邊形對(duì)的相交測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法均優(yōu)于現(xiàn)有的其它算法。
　

4、　 本文還提出了一種全新的三角形對(duì)相交測(cè)試的算法，該算法結(jié)合了支持向量機(jī)中的一類(lèi)分類(lèi)方法。首先使用核函數(shù)把其中一個(gè)三角形(記為T(mén)a)訓(xùn)練成球心為a半徑為R的超球體，然后依據(jù)另一個(gè)三角形(記為T(mén)b)上的某些點(diǎn)到超球體的球心a的距離di(i=1，2...，n)與R的關(guān)系，判斷這些點(diǎn)是否在超球體內(nèi)。如果Tb上有點(diǎn)在超球體內(nèi)，則斷定兩個(gè)三角形發(fā)生相交，反之則沒(méi)有。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法速度很快，效率較高，能夠滿足計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景中的物體