基于Kinect和Unity的虚拟手抓取碰撞检测算法

针对目前虚拟现实中碰撞检测算法效率低精度差的问题,提出了一种改进的层次方向包围盒(OBB)算法;首先通过位置关系判断虚拟手是否在物体包围球的邻近区域,然后用OBB和八叉树算法进行详细的碰撞检测,最后利用离散点到虚拟手简化面的矢量计算法实现精确的碰撞检测;实验结果表明,随着三维物体基元数目的增多,这种由粗略到精确递进的检测方式极大地提高了碰撞检测的效率和精度,具有可行性;该算法适用于任何复杂场景中刚体结构模型的碰撞检测,在运行时候不存在滞后情况,显示流畅,而且碰撞检测精度高,完全能够满足虚拟环境实时性和精确性的要求.     

基于视线碰撞检测算法的研究

碰撞检测能增强场景漫游中的真实感,在Vega中由于对自定义的运动模型根本起不到实质的作用,因此本文提出了基于视线的碰撞检测算法。借助简化的OBB包围盒来简化碰撞的模型,以提高碰撞检测的效率。经实验验证。该检测方法简单、精确,检测速度快。能够满足大范围场景中实时交互的要求。     

基于时空相关性的快速碰撞检测算法

针对如何提高碰撞检测算法实时性的问题,提出一种空间分解与层次包围盒相结合的碰撞检测算法,并利用物体运动的时空相关性来加速物体之间的碰撞检测速度。首先用空间分割的方法确定相邻物体,然后用基于时空相关性的层次包围盒方法检测物体之间的碰撞情况,在包围盒碰撞检测时采用加入预判的OBB相交测试方法,减少了包围盒的相交测试计算。实验结果表明,该算法能够实现多个物体同时发生碰撞的检测,并且提高碰撞检测的实时性。     

基于Sphere和OBB混合的碰撞检测算法

层次包围盒是碰撞检测中常用的方法。实现了一种混合使用Sphere和OBB两种包围盒的碰撞检测算法,这种算法在包围盒树的上层使用Sphere,下层使用OBB,吸取了Sphere构造简单,相交测试简单以及OBB紧密性好的优点,可以快速排除没有发生碰撞的对象,在对象发生旋转之后仅需要对下层OBB部分进行相应旋转。通过灵活选择不同层次的数量,可以适用于不同的虚拟场景。通过模拟两辆汽车碰撞的实验,证明了算法在检测速度上优于仅适用OBB的RAPID算法。     

基于层次包围盒的混合碰撞检测算法

针对碰撞检测算法实时性较差的缺点,本文提出基于AABB包围盒与OBB包围盒相结合的混合碰撞检测算法,首先由对象投影来判断是否相交,检测出不可能相交对象;然后对可能相交的对象投影反向构建AABB包围盒,快速地测试对象;再用OBB包围盒进行精确地检测,以实现虚拟环境对象间高效的碰撞检测。本文还针对传统的基元相交测试效率不高的缺点进行了一定的改进。实验结果表明,与另外两种算法对比,该方法在相同环境前提下能够有效的提高碰撞检测的效率。     

基于质点-弹簧模型碰撞检测算法的改进

碰撞检测技术在织物的模拟等方面中有着广泛的应用.在采用质点-弹簧模型对柔性表面进行建模,对网格曲面进行三角划分后,为环境中的物体建立各自的方向包围盒(OBB).用改进的碰撞检测和自碰撞检测算法对柔性织物及其所处三维空间中的物体进行处理,提高了柔性织物动态仿真的速度.     

导弹飞行视景仿真中的碰撞检测算法

针对导弹飞行视景仿真中碰撞检测实时性与精确性的不足,提出了一种优化的混合包围盒碰撞检测算法.该算法在包围盒树的上层使用Sphere,下层使用OBB;将该算法在导弹飞行视景仿真系统中实现后,分别与相交矢量碰撞检测算法、OBB包围盒算法进行对比试验和分析.结果表明,这种混合包围盒算法能够有效地提高导弹飞行视景仿真中碰撞检测的实时性与精确性.     

基于混合包围盒的碰撞检测算法

提出了一种基于k-dops包围盒与包围球相结合的碰撞检测算法。预处理阶段为几何对象构造包围盒二叉树,其中节点的内层构造k-dops包围盒,节点的外层构造包围球。碰撞检测阶段,首先利用包围球快速排除不可能发生相交的物体,然后利用k-dops包围盒进一步精确地判断物体对是否发生相交。通过与QuickCD算法的性能进行比较,证明了这种混合包围盒能够有效地提高复杂结构几何体之间碰撞检测的效率。     

基于混合包围盒的碰撞检测算法优化

为提高复杂场景中碰撞检测的效率,提出一种传统混合包围盒碰撞检测算法的优化算法。从数据结构上对混合包围盒树进行改进,引入时空相关性概念,将包围盒树分为上下2层结构,上层采用包围球,下层采用轴向包围盒,构造混合层次包围盒树,实现物体的快速碰撞检测,利用碰撞检测的时空相关性,简化树的搜索过程。实验结果表明,与传统的混合包围盒碰撞检测算法相比,该算法具有较好的碰撞检测性能。     

基于隆鼻虚拟手术的三维碰撞检测算法研究

在隆鼻虚拟手术中，碰撞检测是不可或缺的一个重要组成部分。为了快速检测出颅骨与添加物之间是否发生碰撞，本文结合AABB包围盒算法和空间剖分的方法，提出了一种改进的碰撞检测算法。该方法首先构造一定深度的AABB树，再对其叶结点进行空间剖分。我们对拥有不同数量三角形的颅骨模型在PC机上进行了测试，并将其与经典的RAPID算法（基于0BB包围盒）进行比较，证明了本文算法在碰撞检测时间和建模时间两方面都优于RAPID算法，并且稳定性也较好，特别是在拥有500000个三角形的原始模型的情况下建模时间提高了2s左右，平均碰撞检测时间为104ms，提高了5ms左右。     

包围盒碰撞检测算法应用研究

碰撞检测是视景仿真应用中的关键技术,研究了基于OBBTree的包围盒层次碰撞检测算法,并在视景仿真系统中得到实现。该算法首先创建能够紧密包围物体的OBB（Oriented Bounding Box）包围盒,并自上而下地创建OBB树,然后采用“分割轴”（separating axis）方法快速检测两个OBB包围盒是否相交。使用该算法进行碰撞检测的“虚拟仓库设备布放系统”在实时性和逼真性方面都取得了很好的效果。     

Efficient collision detection using a dual OBB-sphere bounding volume hierarchy

We present an efficient algorithm for collision detection between static rigid objects using a dual bounding volume hierarchy which consists of an oriented bounding box (OBB) tree enhanced with bounding spheres. This approach combines the compactness of OBBs and the simplicity of spheres. The majority of distant objects are separated using the simpler sphere tests. The remaining objects are in close proximity, where some separation axes are significantly more effective than others. We select 5 from among the 15 potential separating axes for OBBs. Experimental results show that our algorithm achieves considerable speedup in most cases with respect to the existing OBB algorithms.     

虚拟手术中的快速碰撞检测算法

为了解决当前虚拟手术仿真中使用单一包围盒进行碰撞检测实时性不能满足要求的问题,提出了一种针对虚拟手术的基于层次包围体的快速碰撞检测方法。该方法主要应用了层次包围盒(BVH)的思想,同时根据不同对象的拓扑结构特征,采用不同的包围盒技术来表示。首先,用层次包围盒来表示手术工具,用层次包围球表示手术对象;然后,利用包围球和方向包围盒的相交测试快速排除不相交部分;最后,对于可能发生碰撞的部分再使用更为精确的三角面片相交测试来确定碰撞信息。实验结果表明,在相同的虚拟手术场景下,提出的这种方法较使用单一的层次包围盒具有更快的速度。     

基于拓扑层次图的碰撞检测算法

为了提高虚拟环境中碰撞检测的实时性和精确性,提出了一种基于拓扑层次图的碰撞检测方法。利用拓扑结构的连接关系将模型分割成凸集;然后利用凸集较强的适应性和OBB紧密性好的优点构造包围盒的拓扑层次图,提高了剔除不相交包围盒的效率,减少了检测时间;利用智能搜索算法——改进的A*算法搜索潜在碰撞集(PCS),进一步提高相交检测的速度和准确性。实验表明,该算法具有较高的速度和精度,能够满足复杂虚拟环境碰撞检测实时性和精确性的要求。     

基于图像空间的快速碰撞检测算法

为了满足日益复杂的虚拟环境中碰撞检测的高实时性要求,提出一种基于图像空间的快速碰撞检测算法,有效利用了图形处理器(GPU)的加速功能。该算法以基于物体空间的凸块层次二叉树技术及方向包围盒(OBB)之间的碰撞检测为前提,可快速排除场景中明显不相交的凸块;然后通过生成的凸块潜在碰撞检测集,在RECODE算法的基础上,得到一种运行效率更高的碰撞检测算法。实验结果表明,在同等复杂的虚拟环境中,尤其是复杂度较高的虚拟环境中,该算法具有更高的碰撞检测实时性,取得了良好的效果。     

增强现实系统中的虚拟交互方法

在基于ARToolKit的增强现实系统中,注册在不同标识物上的三维虚拟物体因交互行为而发生碰撞时,虚实融合会失真。为解决该问题,提出一种能增加虚拟交互功能的碰撞反应算法。根据检测到的碰撞信息,实时调整虚拟物体碰撞后相对于标识物的位置和姿态,消除物体穿透现象,保持虚实融合场景的真实感。实验结果表明,该虚拟交互方法能获得比较自然和真实的交互性体验。     

实时碰撞检测算法分析与比较

随着计算机硬件的升级,3D虚拟游戏产业早已出现在电脑的客户端,而碰撞检测是影响3D虚拟环境的一个重要因素,如何快速而精确地进行碰撞检测成为研究的热点。本文主要介绍碰撞检测的几种常用的算法,根据球和OBB包围盒的特性,提出一种球包围与OBB包围盒相结合的算法。针对众多的改进算法的局限性,应根据具体情况及碰撞检测精度选择不同的算法以实现较好的碰撞效率。     

轴对齐包围盒算法的研究

本文围绕如何提高虚拟环境中物体运动的真实性和实时性,对虚拟环境中的物体进行了预处理,并从相交测试复杂度、紧密性角度对几种常见的包围盒进行了比较,在分析轴对齐包围盒（AABB）树生成基础上,从存储空间的角度对AABB包围盒树的节点进行了存储优化和AABB包围盒树结构的优化,改进后显著提高了碰撞检测的速度,增强了系统的实时性.