检索结果-南通市图书馆

作者：张龙涛安徽大学

学位级别：硕士

碰撞检测作为物理系统中重要的一部分被广泛应用于计算机图形学、机器人、CAD/CAM、物理仿真等领域。为了产生物理上的真实感,这些系统要求基本几何元素之间不能发生穿透且要检测出所有的碰撞。传统的离散碰撞检测并不能满足现在对高精... 详细信息

碰撞检测作为物理系统中重要的一部分被广泛应用于计算机图形学、机器人、CAD/CAM、物理仿真等领域。为了产生物理上的真实感,这些系统要求基本几何元素之间不能发生穿透且要检测出所有的碰撞。传统的离散碰撞检测并不能满足现在对高精度的需求,因此连续碰撞检测成为目前研究的热点。本文对连续碰撞检测进行了系统性的研究,为了提高连续碰撞检测的效率,本文研究了不同包围盒在高层剔除中的效率,在此基础上进一步提出了底层剔除的一些方法。本文的研究内容及创新点如下：本文对碰撞检测算法进行了总结性的介绍,分别分析了不同碰撞检测算法的应用场景。然后重点介绍了不同的包围盒。总结了不同包围盒的优缺点,从而为本文后续的算法中,如何选择包围盒提供了理论上的依据。描述了基于包围盒层次结构的连续碰撞检测算法的整体流程,并用实验比较了不同包围盒技术在连续碰撞检测算法中的应用效果,找出更适合变形三角网格模型的包围盒技术。提出了基于网格拓扑结构的连续碰撞检测算法,该算法有两个步骤,首先根据模型的网格拓扑结构对模型进行优化,把模型中相邻的三角面划分为边相邻和点相邻,使相邻三角面不必执行所有的9对边与边测试和6对点与面测试,其次在进行基本几何元素的准确碰撞检测前,采用给点、边和面添加额外包围盒的方法进一步剔除不相交的几何元素,并且给已做过的基本几何元素测试建立数据库,排除重复计算。该算法可以大量减少不必要元素测试和重复计算,提高了剔除效果。剔除效果提高的同时,该算法也提高了连续碰撞检测的整体性能。提出了基于一维子空间过滤器的连续碰撞检测算法。基本几何元素在三维空间中的相交测试分为共面测试和内部测试。非穿透过滤器是根据在连续碰撞检测整个过程中,若几何元素并不发生共面,则不会发生碰撞。在此基础上本文对其进一步优化,非穿透过滤器只能排除在整个时间区间内不发生共面的基本几何元素对,对于发生了共面的4个点并不能进一步排除。本文使用一维子空间过滤器对发生共面的点与面进行进一步的优化,排除大量的非必要的点与面测试的原理下提出的。实验结果表明,该算法相对于非穿透过滤器,在点与面测试上有更高的剔除效果,是对非穿透过滤器的一个补充。

关键词：碰撞检测连续碰撞检测额外包围盒底层剔除网格拓扑结构一维子空间过滤器

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基于网格拓扑优化的连续碰撞检测算法

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计算机工程 2014年第12期40卷 292-295,301页

作者：张龙涛赵海峰罗斌郭庆安徽大学计算机科学与技术学院合肥230601 安徽省工业图像处理与分析重点实验室合肥230039

传统连续碰撞检测算法处理变形三角网格模型时需要大量冗余元素测试。为此,提出一种基于网格拓扑优化的连续碰撞检测优化算法。为减少冗余元素测试,在底层剔除使用2个步骤,采用网格拓扑进行优化,使相邻三角面片不必执行所有的15对元素测... 详细信息

传统连续碰撞检测算法处理变形三角网格模型时需要大量冗余元素测试。为此,提出一种基于网格拓扑优化的连续碰撞检测优化算法。为减少冗余元素测试,在底层剔除使用2个步骤,采用网格拓扑进行优化,使相邻三角面片不必执行所有的15对元素测试,并使用额外包围盒进一步剔除不相交基元。实验结果表明,该算法可以减少大量的不必要元素测试,提高剔除效率及连续碰撞检测的整体性能,相比额外包围盒算法元素测试个数约减少了5/6,相比三角形表示算法和孤儿集算法元素测试个数约减少了一半。

关键词：碰撞检测连续碰撞检测变型三角网格模型网格拓扑额外包围盒底层剔除

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基于层级剔除的织物连续碰撞检测

基于层级剔除的织物连续碰撞检测

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作者：吴婷婷西南交通大学

学位级别：硕士

三维仿真中的柔性织物会很具代表性地展现出动力学行为,比如滞后性、阻尼性和各向异性,但是没有一个可用的精确模型可以完全展现出织物的复杂形变。织物形变模拟中的一大关键技术就是碰撞处理,有效的检测和实时的响应可以保证织物仿真... 详细信息

三维仿真中的柔性织物会很具代表性地展现出动力学行为,比如滞后性、阻尼性和各向异性,但是没有一个可用的精确模型可以完全展现出织物的复杂形变。织物形变模拟中的一大关键技术就是碰撞处理,有效的检测和实时的响应可以保证织物仿真的正确性。碰撞检测分为连续碰撞检测和离散碰撞检测。相比作用在固定时间点上的离散碰撞检测方法,连续碰撞检测作用在时间间隔内,有效地避免了"碰撞丢失",更适合形变过程复杂的织物仿真。传统的连续碰撞检测计算量很大,每个有碰撞可能性的三角对都涉及到15对基本图元的精确检测计算。这对高精度模型的物理仿真来说计算消耗太大,而且在实际的碰撞查询中也发现了很多没有必要进行精确检测的基本图元对。为了减少织物连续碰撞检测中的冗余计算,本文提出了一种层级剔除方法。首先,在碰撞模型初始化时对基本图元进行预处理,避免由网格连通性造成的重复检测,并构造额外包围盒和包围盒树,加速后续的碰撞检测处理;然后,在基本图元的精确检测前插入层级剔除操作,该操作先基于额外包围盒及改进的包围盒重叠判断方法对无碰撞可能性的基本图元对进行高层剔除,再根据代数方法对不需要精确求根的基本图元对进行低层剔除;最后,通过求解层级剔除后基本图元对的距离函数,以及根的有效性判断,得到可靠的精确碰撞信息。实验结果表明,本文的方法不仅可以有效地检测出碰撞信息,而且可以在物体发生大幅度形变时发挥较好的剔除特性。

关键词：连续碰撞检测层级剔除额外包围盒代数方法图元预处理

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