浅谈虚拟漫游中的碰撞检测问题的解决方法

在虚拟环境中,用户在交互与物体运动中,物体之间会发生相应的碰撞。虚拟漫游中碰撞检测属于关键技术,在虚拟漫游时,为避免观察者飞入地下、穿墙而过的不真实情况发展,应当积极开展碰撞检测,切实解决虚拟漫游中碰撞检测问题。本文首先对三角形与视点运动的检测算法进行了分析,并且对算法细节等进行了阐述,意在旨为实际工作选择协议提供有利参考,减少不必要的计算,不断优化其算法。     

虚拟场景的构造与实现

介绍了机器人漫游虚拟场景的系统框架,解决了其中的两个关键问题--三维场景建立和碰撞检测.建立三维模型时,基于3ds max建模渲染后输出3ds文件,利用OpenGL进行三维场景模型的重建;至于碰撞检测问题,是基于包围盒检测技术,根据大型虚拟场景的特点,给出了虚拟漫游系统中碰撞检测的算法.     

基于Virtools的碰撞检测技术的研究与应用

研究了全球著名的多功能的三维开发工具:Virtools,将两种基于包围盒的碰撞检测经典算法:球形包围盒检测法和标轴的轴向包围盒AABB检测法,应用到了大庆市某采油厂厂区虚拟漫游系统的开发中,解决了在Virtools平台上虚拟漫游系统中的碰撞检测问题,同时虚拟漫游系统的应用对该采油厂起到了很好的宣传作用.     

面向虚拟环境漫游的快速碰撞检测算法

分析了虚拟漫游中的碰撞检测失真现象，讨论了克服碰撞检测失真的方法，根据漫游碰撞检测精度要求不高的特点，提出了一种虚拟环境漫游的快速碰撞检测算法．该算法采用包围球来代替化身，先通过三次半空间剔除来建立碰撞形体集，再利用化身运动的几何连贯性将碰撞形体集分割成碰撞形体子集，最后通过实施对球与多边形的碰撞检测来计算碰撞点和可移动距离．实验表明，该算法能在基本不降低帧率的情况下对虚拟环境进行漫游，对一个由1796个形体组成的虚拟环境，碰撞检测开关处于开和关两种状态时的帧率分别为13．268帧／s和13．340帧／s．     

基于BIM技术的碰撞检查软件的研究与设计

设计了一种混合云的服务架构,通过数据适配器访问虚拟集成数据,既能保护参与企业的数据隐私,又能提高数据访问效率.综合采用AABB层次包围盒和GJK算法实现碰撞检测,既保证了碰撞检测结果的正确性,又能够大大降低碰撞检测的时间开销,应用软件可大幅降低设计与施工过程中出错的概率,显著提高工程项目的建设效率.     

校园漫游系统的实现

虚拟现实技术是一种跨学科的新技术，应用领域广泛．通过对校园漫游系统的实现，着重讨论了虚拟建模与虚拟漫游的方法和全过程，并且论述了相关的技术特点，给出了漫游的碰撞检测算法，并验证了该算法的正确性，使虚拟现实技术与实际应用领域更好地结合在一起．     

基于3DS室内模型的虚拟漫游关键技术研究

虚拟室内漫游技术已成为房地产销售的重要手段,长期以来3DS室内效果图得到广泛应用,但基于3DS室内模型的虚拟室内漫游技术鲜有研究。以3DS MAX、VC++和OpenGL软件为平台,对基于3DS室内模型虚拟漫游的几个关键技术进行研究。室内场景建模完全在3DS MAX软件下实现,为实现场景管理对墙体、地面和顶模型进行规划处理,用多边形建模法实现;室内场景管理则基于Portal技术,设计视锥体裁剪算法,实现了实时性漫游;室内漫游采用包围球碰撞检测技术,实现了真实感漫游。     

面向飞机虚拟维修的改进混合层次包围盒碰撞检测算法

为提高飞机虚拟维修场景中碰撞检测效率,提出一种混合层次包围盒算法,构建一种新型的双层混合层次包围盒树结构。上层CAABB与下层OBB相结合,相交测试逐步递进,该结构降低树的遍历和粗略检测的时间消耗,并在OBB以分离轴法相交测试前对其相交状态进行预判断,只对相交状态不确定的OBB采用分离轴法,减少精确检测计算。实验结果表明,在飞机虚拟维修场景中,该算法比传统混合层次包围盒算法效率更高。     

虚拟视景交互漫游系统的实时碰撞检测方法研究

探讨虚拟视景交互漫游过程中实时碰撞检测的技术问题,针对碰撞检测系统开销很大的问题,提出了预碰撞检测与精碰撞检测相结合的解决方法,并通过对视点的运动参数估计,避免了许多不必要的碰撞预检测,加快了碰撞检测的速度,提高了实时性能．     

一种基于虚拟手术的三维碰撞检测算法

为了解决虚拟手术的快速碰撞检测问题,提出了一种新的基于方向包围盒层次树的快速碰撞检测算法,利用简化的几何模型表示一方向包围盒层次树来实现复杂物体间的实时碰撞检测.算法在继承一般基于方向包围盒的碰撞检测算法优点的同时,突破了它们的局限性,能够在保证效率的前提下处理任意形状多面体之间的碰撞检测问题.同时采用了三角形带压缩技术和方向包围盒技术来加快碰撞检测阶段的绘制速度,从而提高碰撞检测的效率.     

一种基于OBB的碰撞检测算法的改进

针对基于层次包围盒的碰撞检测算法中的方向包围盒（OBB）算法，提出了一种改进算法，利用虚拟环境中发生碰撞的帧与帧之间的关联性，对已发生的碰撞进行缓冲，以便下一次的碰撞检测可以利用已检测的上一次碰撞的信息，加快碰撞检测的速度，同时利用预测试方法扩展了这种算法，实验结果证明，本算法可以有效地解决碰撞检测的计算复杂性问题和改进虚拟环境中碰撞检测的性能。     

基于EON的虚拟拆装碰撞检测算法

为了有效提高虚拟维修环境的真实性和融入感,增强环境的细节描述,对基于K-DOPS包围盒的碰撞检测算法在虚拟维修特征建模中的应用进行研究。通过比较几种经典离散型碰撞检测算法的优劣,结合本维修系统对实时性与检测效率的要求,确立K-DOPS包围盒算法,并对其遍历检测过程进行优化设计,提出了与OpenGL相结合的检测编译方法,通过EON Studio软件平台进行仿真试验。结果显示,运用KDOPS包围盒的碰撞检测算法在柴油机虚拟维修训练系统中可以实时、有效地避免零件模型间的碰撞,增强虚拟环境的细节描述。     

虚拟设计中碰撞检测技术的研究

针对目前虚拟设计中碰撞检测系统复杂、速率和精度达不到理想要求的现状,提出一种两阶段碰撞检测算法。该方法粗测阶段采用AABB包围盒进行相交测试,剔除完全不相交的目标物体;精测阶段采用空间投影技术结合z缓存算法对上一步结果的潜在性相交目标进一步测试,获得物体碰撞数据信息,最终完成目标物体的碰撞检测。实验结果表明,该算法检测效率优于传统包围体碰撞检测算法。该技术改进后可实现更精确的碰撞检测。     

虚拟数控车削系统中碰撞检测问题的研究

碰撞检测问题是虚拟数控车削系统的不可或缺的部分,有效、精确的碰撞检测对提高数控环境的真实性、增强虚拟环境的沉浸感有着非常重要的意义．碰撞检测问题就是测试物体之间是否存在相交的问题．采用合理的空间分割系统和层次包围盒是减少所需测试的多边形数目、提高碰撞检测的速度的有效方法．实验证明,采用基于空间分割方法的八叉树算法有效地提高了检测的速度,保证了虚拟动态加工环境中碰撞检测的实时性．     

基于可变形物体的碰撞检测算法

为了提高可变性物体在虚拟现实技术中碰撞检测的效率和准确度,提出了一种改进的基于可变形物体的碰撞检测算法。该算法利用蚁群算法优化蛇形轮廓模型,并将蛇形轮廓模型应用于固定方向凸包包围盒的更新过程中。实验结果表明,该算法极大地简化了固定方向凸包包围盒算法的重建过程,提高了碰撞检测的效率,同时由于加入优化的蚁群算法,提高了碰撞检测的准确度。     

虚拟战场环境实时碰撞检测技术

虚拟战场环境地城广阔、战场目标众多,传统的碰撞检测方法是遍历战场中的每一个目标,这将大大影响碰撞检测的实时性．提出了基于OBB战场环境的感兴趣区域(AOI)的实时碰撞检测算法．当战场环境内部状态发生变化时,该算法仅对AOI区域而不是整个战场环境进行碰撞目标的检测,可大大提高虚拟战场环境中碰撞检测的有效性,而且完全不降低碰撞检测的精确性,减少了系统碰撞检测的负担,提高了系统的实时性．     

基于改进粒子群优化算法的无人水面艇动态避碰方法

针对"蓝信"号无人水面艇的动态避碰问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的动态避碰方法.首先,考虑障碍物轮廓的长宽比不同,将障碍物膨化为圆形和椭圆形,并采用速度障碍原理求取避碰模型,同时,在避碰过程中加入国际海上避碰规则约束;其次,对粒子群优化算法进行自适应改进,使其针对避碰策略的求取能够快速收敛到最优解,提高算法的收敛速度与精度,满足避碰算法的快速性要求;最后,搭建虚拟视景仿真平台,模拟航行中的海洋环境,以"蓝信"号无人水面艇为模拟对象,对所提出的避碰算法进行仿真验证.仿真结果表明了该避碰方法的可行性和有效性,为无人水面艇的自主动态避碰提供了一种可行和有效的解决途径.