超大規(guī)模動態(tài)場景的實時碰撞檢測研究.pdf

1、碰撞檢測一開始是在機(jī)器人的路徑規(guī)劃問題中提出來的，到現(xiàn)在也有幾十年的發(fā)展歷史，隨著計算機(jī)動畫、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，碰撞檢測課題也得到了人們的重視并深入的研究，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，比如醫(yī)學(xué)、國防、娛樂等領(lǐng)域。
　　碰撞檢測的任務(wù)就是在虛擬環(huán)境中檢測各個物體之間是否發(fā)生了接觸或者穿透，從而避免兩個或多個物體同時占據(jù)同一空間區(qū)域，讓其符合現(xiàn)實的生活規(guī)律。從最開始的靜態(tài)碰撞檢測，發(fā)展到后來的動態(tài)碰撞檢測，再到現(xiàn)在的大規(guī)模實時場

2、景，用戶對碰撞檢測的效率和準(zhǔn)確度都提出了越來越高的要求，這也成為了人們研究這一課題的動力。所以本文的目的就是提升大規(guī)模場景中實時碰撞檢測的效率，使之能夠滿足用戶的需求。本文討論了碰撞檢測的發(fā)展現(xiàn)狀和一些背景知識，重點研究了提高碰撞檢測效率的方法。本論文主要做了以下工作：
　　第一，改進(jìn)了碰撞檢測的流程框架，并加以實現(xiàn)。在原來的碰撞檢測引擎基礎(chǔ)上，改進(jìn)結(jié)構(gòu)框架，把整個場景的碰撞檢測分成了三層結(jié)構(gòu)，即初步碰撞過濾、精確碰撞過濾和相交測

3、試，使碰撞檢測引擎更加健壯和易于擴(kuò)展，實現(xiàn)后的引擎效率得到了大幅度的提升，在實驗中對新的碰撞檢測結(jié)構(gòu)的各層檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行了實際的測試和驗證，說明此結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
　　第二，設(shè)計并實現(xiàn)了并行碰撞檢測算法。在原來碰撞檢測引擎基礎(chǔ)上，提出了兩種并行碰撞檢測的思路：使用SIMD技術(shù)并行計算，首先簡單介紹此技術(shù)，然后重點講述如何將這一技術(shù)應(yīng)用于碰撞檢測，實現(xiàn)計算的并行化；使用多線程技術(shù)提高CPU的利用率，本論文研究如何將這一技術(shù)在碰撞檢測