虛擬仿真中的碰撞檢測算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、碰撞檢測問題在機器人運動規(guī)劃、計算機圖形學等領(lǐng)域中有很長的研究歷史。近年來隨著虛擬現(xiàn)實、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。精確的碰撞檢測對提高虛擬環(huán)境的真實性、增強虛擬環(huán)境的沉浸感有著至關(guān)重要的作用，而虛擬環(huán)境自身的復雜性和實時性又對碰撞檢測提出了更高的要求。 本文以織物模擬為應用對象，對基于AABB層次包圍盒的碰撞檢測算法進行了研究，解決了碰撞檢測和自碰撞檢測的實時處理問題。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，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-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-三角形”碰撞檢測和9次“邊-邊”碰撞檢測，達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)境中對象運動的時空相關(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。這是一個啟發(fā)式的策略，通過跟蹤

3、上一時間采樣點對包圍盒樹的遍歷過程，確定當前時間采樣點的遍歷路徑，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，同時通過對跟蹤表的維護，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?。實驗結(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時碰撞問題，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