面向虚拟仿真的碰撞检测研究与应用

发布时间：2025-06-19 01:53

　　随着虚拟现实技术的持续进步,其在制造业,军事,教育,医疗和娱乐等领域的应用越来越广泛。与此同时,碰撞检测作为虚拟现实中的核心问题之一,其研究意义更加凸显。传统的碰撞检测算法在实际应用中存在穿透和漏检的现象,难以保证仿真的真实性。为了改善虚拟仿真系统的碰撞检测性能,本文以虚拟仿真中的穿透和漏检现象作为研究对象,提出了 一种碰撞防穿透算法和一种碰撞预测算法。与传统方法相比,这些算法具有较高的精确性和实时性,能够较好地处理一些虚拟仿真中的碰撞穿透问题,为改善虚拟仿真系统的碰撞检测性能提供了有效的指导。具体工作如下:(1)研究了当前虚拟仿真中主流的碰撞检测技术,并分析了碰撞检测中存在刺穿和漏检的客观原因。为满足碰撞检测的多层次需求,提出了一种6维度的碰撞分类方法。对碰撞检测进行了规划,并阐述了层次包围盒算法的基本原理。(2)提出了一种基于OBB包围盒的碰撞防穿透算法,当模型间产生碰撞时,为当前处于干涉的三角形构造OBB,并以该包围盒作为边界筛选出碰撞区域的三角形,在二分回退过程中,以碰撞区域的三角形代替模型进行碰撞检测。设计了基于OBB包围盒的模型三角形筛选方法,并阐述了该筛选方法的实现流程。仿...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２典型的四种包围体??

（１）层次包围盒技术??层次包围盒算法将包围盒整合到树结构中，逐步逼近模型的实际形状，使得??时间复杂度降到对数级别，最后进行基本图元间的相交检测。如图１．２所示，包??围体又可分为包围球［２５，２６］、轴对齐包围盒ＡＡＢＢ［２７，２８］、方向包围盒ＯＢＢ［２９，３ｅ］??和离散....

图１．３三种空间分割法??

均匀网格法将三维空间划分成众多等体积的规则单元，一般是长方体。记录??每个物体占据的网格单元，当不同物体位于相同网格时，则对这些物体进行更为??精确的碰撞检测。图１．３?（ａ）是二维均勻网格的示意图。??ＢＳＰ树，又称二分空间划分树，其数据结构为二叉树，如图１．３?（ｂ）所示。?....

图３．１防刺穿方法流程图??具体步骤如下：??步骤１：先分别为两物体建立ＯＢＢ层次包围盒结构

图３．１防刺穿方法流程图??具体步骤如下：??步骤１：先分别为两物体建立ＯＢＢ层次包围盒结构。??步骤２：采用基于ＯＢＢ的碰撞区域三角形筛选方法。当检测到物体间发撞时，获取筛选后的三角形作为原物体网格的代替，并将两物体的速度置为步骤３：设定物体平移的参考值＆和旋转的参考值九，用于....

图３．?２模型网格的存储形式示意图??

??图３．１防刺穿方法流程图??具体步骤如下：??步骤１：先分别为两物体建立ＯＢＢ层次包围盒结构。??步骤２：采用基于ＯＢＢ的碰撞区域三角形筛选方法。当检测到物体间发生??碰撞时，获取筛选后的三角形作为原物体网格的代替，并将两物体的速度置为零。??步骤３：设定物体平移的参考值＆和....

本文编号：4050670