虛擬手術中自碰撞檢測算法研究.pdf

1、自碰撞檢測是虛擬手術仿真中的重要問題，自碰撞檢測的效率是影響虛擬仿真應用真實感和沉浸感的重要因素。本文對自碰撞檢測算法進行了深入的研究，主要包括以下幾個方面的內容： 首先對虛擬現(xiàn)實和自碰撞檢測方法的發(fā)展與現(xiàn)狀進行了闡述，并對自碰撞檢測常用的幾種空間分割方法：均勻空間分割、八叉樹分割和BSP樹分割進行了系統(tǒng)的研究，對這幾種方法的優(yōu)缺點及適用范圍進行了比較分析。 均勻空間分割方法與內含對象的幾何特性和拓撲結構變化無關，可以用

2、于變形對象的自碰撞檢測，但自碰撞檢測的特性使直接使用均勻空間分割法效率較低。本文根據(jù)虛擬手術中自碰撞檢測的特性，對均勻分割方法進行了優(yōu)化，主要包括以下幾個方面：根據(jù)模型基本對象尺度自動計算單元格尺寸；采用空間散列方法，通過哈希函數(shù)將單元格映射到哈希表中，減少內存占用；通過曲率測試減少單元格內不必要的鄰接基本對象間的相交測試。 隨后，將所提出的方法應用到虛擬手術仿真實驗中，該方法可以適應不同的手術工具，有較好的通用性，是解決復雜環(huán)