999碰撞检测总纲999碰撞检测总纲.docVIP

? 包围盒树 空间剖分方法 表示方式 层次物体表示 层次空间表示 剖分方式 物体剖分 空间剖分 层次细节 物体层次细节 空间层次细节 主要作用 围绕物体将空间区分开来 围绕空间将物体区分开来 代表方法 包围球树、OBB树、AABB树 BSP树、四叉树、八叉树、 均匀网格 包围球 AABB包围盒 OBB包围盒 构造 简单 简单 相对复杂 紧凑性 差，适合形状均匀物体 较差，不适合细长物体 较好 求交测试 简单 较简单 复杂 旋转后更新 无方向，不需更新 需要更新包围盒树，比较复杂 需要更新包围盒树，复杂 是否适合变形 适合 一般，需更新包围盒树 变形后更新OBB树问题比较大 PPT内容： 一、国内外研究情况 二、本课题研究的主要内容和方法 课题需要解决的问题有： 拟采取的研究方法-----流程 具体实现 三、预期成果 四、可能的创新点 五、进度安排 虚拟现实技术中的碰撞检测技术。 一种方法直接计算两个实体顶点、边和面之间的关系，另一种方法是使用点积来判断一个点是否进入另一个实体内部。目前在对于三维图形的碰撞检测应用较多的是层次包围盒方法和空间分割法。空间分割法是对图形网格划分，然后对物体间进行相交测试，最大的缺点是灵活性差，存储量大。包围盒即把物体包围，构造包围盒，当物体的包围盒相交时，才进一步对物体间进行相交测试，优点为相交测试和构造相对简单。典型的包围盒算法有：包围球、AABB包围盒、OBB包围盒和k-DOPs。 ,一种是转化为判断线面的相交问题,另一种是建立在包围盒基础上,并对其不断完善的算法。OBB（Oriented Bounding Box，有向包围盒）本质上还是一个最贴近物体的长方体，只不过该长方体可以根据物体的一阶矩任意旋转。OBB比包围球和AABB更加逼近物体，能显著减少包围体的个数。因此，人们通常进行两个回合的碰撞/相交检测，用包围球做第一回合的快速测试，用OBB进行第二回合的测试。 三维点集S。 快速碰撞检测方法。 当进行碰撞检测时，你会发现常常需要在速度和精确度之间进行衡量。在大多数情况中，你会进行组合检测。在第一轮检测中，使用快速检测遍历所有对象，之后对快速检测中可能发生碰撞的物体进行精确检测。 本教程展示了两个方法处理两个模型间的碰撞检测。快速检测方法是找到模型的全局包围球，并通过调用一个包围球的Intersect 方法检测是否相交。 你可以改进这个方法以增加精确度。由几个ModelMeshes组成的模型存储了模型不同部分的几何信息。每个ModelMeshes都能生成各自的包围球，所以你可以检测第一个模型和第二个模型的每个包围球。显然，这样做提高了精度但计算量也随之加大。 2.2碰撞检测的模型类别 虚拟环境中的物体所用的模型大体分为面模型和体模型两大类。面模型用物体的边界来表示物体，而不包括物体内部信息。体模型采用体元来表示物体，可描述物体的内部信息。体模型所耗存储量大，计算量也大。而面模型的研究和应用比体模型的成熟多。由于凸多面体有很好的性质，因而可以获得较高效率的基于凸多面体的碰撞检测算法。对于一般的体，由于处理相对比较复杂，往往采用将一般的体分解成几个凸多面体再进行逐个碰撞检测。所以碰撞检测的研究工作大多是基于面模型的，少数是基于体模型的。 面模型又可进一步分为很多种，如多面体模型、CSG、隐式曲面、参数化曲面等。其中，最常用的一种是多面体模型，特别是三角形模型。多面体模型是一种简洁，通用的表示方法，几乎应用于表示任何形状的物体，而且便于操作，易于实现硬件加速。 多面体模型又有多种形式，碰撞检测算法也可能对模型的形式有要求，如很多算法要求输入模型是实体，即可表示成闭合曲面，其中，不少算法利用物体的凸性来加速，因而进一步要求输入模型是凸多面体，对非凸多面体则做特殊处理；另一些算法对输入模型则不做特殊处理要求，输入模型被表示成一组无拓扑约束的三角片，这类算法通用性比较好。本论文输入模型便是一组无拓扑约束的三角片。 场景中的运动物体还可分为刚体和柔体，刚体物体在运动中不改变物体形状，其运动形式局限于平移和旋转；柔体物体在运动中会改变物体的形状，其运动形式除了平移、旋转还有变形，如心脏的跳动。故柔体物体的碰撞检测比刚体要复杂得多。在本论文中我们只针对刚体物体进行碰撞检测。2.4碰撞检测技术的基本原理 如果两个安全封闭的多面体发生相互碰撞时，其中一个多面体至少会有一个面与另一个多面体的至少一个面发生相交。若能在碰撞发生时，立刻检测到相交，然后将两个物体的位置稍做调整，可消除碰撞现象。如下是碰撞检测基本算法描述： 设在一虚拟环境中要仿真n个物体：A1,A2……,An,其对物体的仿真过程是