連續(xù)碰撞檢測算法的研究.pdf

1、碰撞檢測作為物理系統(tǒng)中重要的一部分被廣泛應(yīng)用于計算機圖形學(xué)、機器人、CAD/CAM、物理仿真等領(lǐng)域。為了產(chǎn)生物理上的真實感，這些系統(tǒng)要求基本幾何元素之間不能發(fā)生穿透且要檢測出所有的碰撞。傳統(tǒng)的離散碰撞檢測并不能滿足現(xiàn)在對高精度的需求，因此連續(xù)碰撞檢測成為目前研究的熱點。本文對連續(xù)碰撞檢測進行了系統(tǒng)性的研究，為了提高連續(xù)碰撞檢測的效率，本文研究了不同包圍盒在高層剔除中的效率，在此基礎(chǔ)上進一步提出了底層剔除的一些方法。本文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新點

2、如下:
　　本文對碰撞檢測算法進行了總結(jié)性的介紹，分別分析了不同碰撞檢測算法的應(yīng)用場景。然后重點介紹了不同的包圍盒?？偨Y(jié)了不同包圍盒的優(yōu)缺點，從而為本文后續(xù)的算法中，如何選擇包圍盒提供了理論上的依據(jù)。描述了基于包圍盒層次結(jié)構(gòu)的連續(xù)碰撞檢測算法的整體流程，并用實驗比較了不同包圍盒技術(shù)在連續(xù)碰撞檢測算法中的應(yīng)用效果，找出更適合變形三角網(wǎng)格模型的包圍盒技術(shù)。
　　提出了基于網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)的連續(xù)碰撞檢測算法，該算法有兩個步驟，首先根據(jù)

3、模型的網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)對模型進行優(yōu)化，把模型中相鄰的三角面劃分為邊相鄰和點相鄰，使相鄰三角面不必執(zhí)行所有的9對邊與邊測試和6對點與面測試，其次在進行基本幾何元素的準(zhǔn)確碰撞檢測前，采用給點、邊和面添加額外包圍盒的方法進一步剔除不相交的幾何元素，并且給已做過的基本幾何元素測試建立數(shù)據(jù)庫，排除重復(fù)計算。該算法可以大量減少不必要元素測試和重復(fù)計算，提高了剔除效果。剔除效果提高的同時，該算法也提高了連續(xù)碰撞檢測的整體性能。
　　提出了基于一維子

4、空間過濾器的連續(xù)碰撞檢測算法?；編缀卧卦谌S空間中的相交測試分為共面測試和內(nèi)部測試。非穿透過濾器是根據(jù)在連續(xù)碰撞檢測整個過程中，若幾何元素并不發(fā)生共面，則不會發(fā)生碰撞。在此基礎(chǔ)上本文對其進一步優(yōu)化，非穿透過濾器只能排除在整個時間區(qū)間內(nèi)不發(fā)生共面的基本幾何元素對，對于發(fā)生了共面的4個點并不能進一步排除。本文使用一維子空間過濾器對發(fā)生共面的點與面進行進一步的優(yōu)化，排除大量的非必要的點與面測試的原理下提出的。實驗結(jié)果表明，該算法相對于非穿