超大規(guī)模動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)研究.pdf

1、碰撞檢測(cè)一開(kāi)始是在機(jī)器人的路徑規(guī)劃問(wèn)題中提出來(lái)的，到現(xiàn)在也有幾十年的發(fā)展歷史，隨著計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，碰撞檢測(cè)課題也得到了人們的重視并深入的研究，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，比如醫(yī)學(xué)、國(guó)防、娛樂(lè)等領(lǐng)域。
　　碰撞檢測(cè)的任務(wù)就是在虛擬環(huán)境中檢測(cè)各個(gè)物體之間是否發(fā)生了接觸或者穿透，從而避免兩個(gè)或多個(gè)物體同時(shí)占據(jù)同一空間區(qū)域，讓其符合現(xiàn)實(shí)的生活規(guī)律。從最開(kāi)始的靜態(tài)碰撞檢測(cè)，發(fā)展到后來(lái)的動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)，再到現(xiàn)在的大規(guī)模實(shí)時(shí)場(chǎng)

2、景，用戶對(duì)碰撞檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度都提出了越來(lái)越高的要求，這也成為了人們研究這一課題的動(dòng)力。所以本文的目的就是提升大規(guī)模場(chǎng)景中實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)的效率，使之能夠滿足用戶的需求。本文討論了碰撞檢測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀和一些背景知識(shí)，重點(diǎn)研究了提高碰撞檢測(cè)效率的方法。本論文主要做了以下工作：
　　第一，改進(jìn)了碰撞檢測(cè)的流程框架，并加以實(shí)現(xiàn)。在原來(lái)的碰撞檢測(cè)引擎基礎(chǔ)上，改進(jìn)結(jié)構(gòu)框架，把整個(gè)場(chǎng)景的碰撞檢測(cè)分成了三層結(jié)構(gòu)，即初步碰撞過(guò)濾、精確碰撞過(guò)濾和相交測(cè)

3、試，使碰撞檢測(cè)引擎更加健壯和易于擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)后的引擎效率得到了大幅度的提升，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)新的碰撞檢測(cè)結(jié)構(gòu)的各層檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)際的測(cè)試和驗(yàn)證，說(shuō)明此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
　　第二，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了并行碰撞檢測(cè)算法。在原來(lái)碰撞檢測(cè)引擎基礎(chǔ)上，提出了兩種并行碰撞檢測(cè)的思路：使用SIMD技術(shù)并行計(jì)算，首先簡(jiǎn)單介紹此技術(shù)，然后重點(diǎn)講述如何將這一技術(shù)應(yīng)用于碰撞檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算的并行化；使用多線程技術(shù)提高CPU的利用率，本論文研究如何將這一技術(shù)在碰撞檢測(cè)