實(shí)時(shí)噴泉模型中的碰撞檢測算法研究.pdf

1、在我們所搭建的虛擬場景中，只有具有真實(shí)感的場景才能夠使得用戶沉浸在其中。在虛擬場景中，真實(shí)場景的構(gòu)建往往是基于對現(xiàn)實(shí)生活中物理現(xiàn)象的模擬。例如，如果在虛擬場景中織物碰到桌子邊緣沒有變形、小球碰到地面沒有彈起、甚至物體有穿墻而過等現(xiàn)象，這些場景一點(diǎn)都不符合客觀規(guī)律，沒有真實(shí)感。造成這一現(xiàn)象的原因就在于場景中運(yùn)動(dòng)的物體違反了物體運(yùn)動(dòng)的自然規(guī)律，缺乏對物理現(xiàn)象進(jìn)行模擬。因此，基于物理原理的物體間的碰撞檢測問題成為三維動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)游戲、虛擬手術(shù)

2、、織物仿真等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問題。
　　 目前，對于剛體之間，以及剛體與變形體之間的碰撞檢測算法的研究已趨于成熟，但對基于物理方法表示的模型的相關(guān)算法研究較少。因此，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：
　　 首先，研究從物理原理出發(fā)，結(jié)合粒子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了真實(shí)感噴泉模型的模擬，本文提出了一種新的雙緩沖機(jī)制對噴泉水珠粒子進(jìn)行存儲，實(shí)現(xiàn)粒子屬性的實(shí)時(shí)更新。由于對粒子的相關(guān)靜態(tài)屬性值只存儲一次，相比以往的雙緩沖機(jī)制，在空間復(fù)雜度上進(jìn)行了很

3、大的優(yōu)化；其次，提出了利用泊松分布的概率密度函數(shù)，近似求出噴泉系統(tǒng)的粒子源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的粒子數(shù)目以及發(fā)生碰撞的粒子數(shù)目，為進(jìn)一步維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的能量守恒提供依據(jù)；最后，本文重點(diǎn)研究了噴泉模型中水珠粒子與障礙物之間的碰撞問題，提出一種新的碰撞檢測算法，該算法根據(jù)每個(gè)水珠粒子當(dāng)前的狀態(tài)值，從粒子能量的角度去判斷某一粒子是否與障礙物發(fā)生碰撞，從而克服了粒子數(shù)量巨大、障礙物本身的復(fù)雜特性、及粒子之間的碰撞等缺陷，節(jié)省了大量的相交測試所耗費(fèi)的時(shí)