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《河南科技大学》 2009年
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基于包围盒的碰撞检测算法研究

戴高乐  
【摘要】:碰撞检测不仅是实时计算机图形学的一个重要的研究方向,同时也是计算机辅助设计、计算机动画、虚拟现实等领域的一项关键技术,快速精确的碰撞检测对于提高上述应用的真实感、沉浸感非常重要。为进一步提高碰撞检测效率,结合复合层次包围盒碰撞检测和图形硬件技术,进行了两个方面的研究: 复合层次包围盒碰撞检测利用不同类型的层次包围盒的优势综合进行碰撞检测,能够有效加速单一碰撞检测算法的检测效率,层次包围盒的多样性,决定了复合层次包围盒碰撞检测类型的多样性。针对常见的不同类型的包围盒,研究了它们之间的相交计算方法,并对影响复合层次包围盒树形态的三个重要因素进行了分析,给出了一种构建复合层次包围盒树的方法。 复合层次包围盒碰撞检测虽然可以有效加速碰撞检测的计算,但其关键计算都在CPU上完成,GPU计算能力不能得到充分发挥,造成计算资源浪费;基于图像空间的流模式碰撞检测,能够发挥图形硬件的并行处理能力,但是需要进行过多的冗余检测,在一定程度上抑制了检测效率。针对这两种碰撞检测算法的特点,提出了一种混合碰撞检测算法,首先利用复合层次包围盒树快速锁定要进行精确碰撞检测的位置,然后利用流模式碰撞检测算法进行精确求交,进而平衡图形空间和图像空间碰撞检测负载。实验证明改进后的算法比原始的算法碰撞检测效率分别都有较大提高,并对复杂场景具有较好的适应性。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何庆炎;基于CFD-DEM耦合的三维仿真软件研制[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张忠辉;丑武胜;;可变形物体间的精确碰撞检测方法研究[J];计算机工程与应用;2009年01期
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10 范昭炜,万华根,高曙明;基于流的实时碰撞检测算法[J];软件学报;2004年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 于晓霞;碰撞检测技术在游戏中的应用与实现[D];太原理工大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 刘吉成;汪熙;王仲;刘爱勇;;基于虚拟环境的摄像机定标中的矩阵研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
3 孟晓梅;侯学隆;刘文庆;;基于SimGVS的虚拟环境漫游系统[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
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5 许伟平;朱庆;张叶廷;;基于胶囊体的三维城市模型实时碰撞检测算法[A];中国测绘学会九届四次理事会暨2008年学术年会论文集[C];2008年
6 张安真;孙长嵩;徐俊杰;;一种基于图像的凸多面体碰撞检测算法研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
7 程勇;;基于Java3D的锻造过程中锻件变形的仿真[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
8 齐敏;郝重阳;佟明安;高晓滨;张先勇;淮永建;;碰撞检测理论与技术分析[A];中国体视学学会图像分析专业、中国体视学学会仿真与虚拟现实专业、中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议论文集[C];2000年
9 刘智;;基于Hough变换的四边形分类识别算法研究[A];广西计算机学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 肖毅;体育赛事背景广告曝光参数虚拟预测研究[D];上海体育学院;2010年
3 吴健荣;蒸汽发生器检修机器人样机研制及其关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
6 魏浩征;高压直流输电系统可听噪声预测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年
7 胡平平;多屏同步三维显示技术的研究和实现[D];中国电力科学研究院;2010年
8 孙超;增强现实环境下基于手势的自然交互[D];浙江大学;2010年
9 蒋丽君;基于颈部特征的衣领三维结构数字化技术研究[D];东华大学;2010年
10 张素民;汽车电控系统仿真平台的关键技术研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 段化鹏;虚拟现实中物理引擎关键技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
2 叶凯;道路车辆动态模拟[D];郑州大学;2010年
3 常洋;虚拟现实技术在建筑行业中的应用研究[D];郑州大学;2010年
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5 苏柏华;大型结构物吊装的虚拟现实系统[D];大连理工大学;2010年
6 缪儒欢;基于XNA的虚拟装配技术研究[D];大连理工大学;2010年
7 赵元杰;增强现实技术中基于碰撞检测的交互性研究[D];大连理工大学;2010年
8 李文;VRGIS中海量数据绘制关键技术与算法研究[D];中国海洋大学;2010年
9 籍成章;潍坊科技学院虚拟校园的设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
10 刘文静;基于虚拟现实技术的校园漫游系统[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢灼利,张政;气力输送的数值模拟研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年01期
2 欧阳洁,李静海,崔俊芝;颗粒轨道模型中相间耦合关系及曳力计算的研究[J];动力工程;2004年06期
3 王瑞永;乔江;袁清;;OpenGL与Windows坐标相互转换的实现[J];地理空间信息;2011年04期
4 Emmanuel Nkem Nwose;;Modelling die filling with charged particles using DEM/CFD[J];Particuology;2012年02期
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6 袁达忠;马学虎;兰忠;白涛;;SCSD格式数值稳定性及计算精度的研究[J];热科学与技术;2008年02期
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8 徐元利,徐元春,梁兴,张进国;FLUENT软件在圆柱绕流模拟中的应用[J];水利电力机械;2005年01期
9 王伟;张良;王仁人;;基于STAR-CD的内燃机空滤器内颗粒轨迹研究[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2010年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 闫洁;三维气固两相平板间射流中相间耦合作用的直接数值模拟[D];浙江大学;2009年
2 李晓光;煅烧水泥熟料用大颗粒流化床的动力学特性研究[D];西安建筑科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 樊戎;基于OpenGL的三维管道内壁的可视化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 唐鹏;CAD二次开发技术与变压器参数化设计技术的研究及应用[D];广东工业大学;2011年
3 宋军舰;气液两相流管道振动检测研究[D];中国石油大学;2011年
4 范金禾;喷动床中气固两相流数值模拟[D];西安建筑科技大学;2006年
5 商慧;三维离散元法计算仿真软件开发研究[D];吉林大学;2006年
6 王晓荣;基于AABB包围盒的碰撞检测算法的研究[D];华中师范大学;2007年
7 任合斌;流化床内流动、传热与燃烧特性的DEM数值模拟[D];华中科技大学;2006年
8 李百青;基于非完整图元的三维离散元法边界的计算方法研究[D];吉林大学;2008年
9 王方;利用数码相机重构物体三维形体的方法研究[D];西安理工大学;2008年
10 冷传刚;消声器消声性能分析及计算机辅助设计[D];天津大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李芙玲,张瑾;碰撞检测技术研究[J];华北科技学院学报;2004年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈建良;基于点的几何模型及其CAD/CAM应用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 霍滨焱;基于图像空间的碰撞检测算法[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 丁志磊;基于OBB包围盒的快速碰撞检测[D];兰州理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康勇;谭柯;郭光友;;碰撞检测在虚拟心脏介入手术中的应用[J];计算机与现代化;2008年11期
2 康勇;熊岳山;谭柯;郭光友;;基于运动对象局部场景截取的碰撞检测算法[J];计算机仿真;2008年11期
3 杨柳,邓文平;层次包围盒树计算中改进的中值划分算法研究[J];株洲工学院学报;2005年06期
4 赵伟;谭睿璞;丁文保;;一种新的基于混合层次包围盒的并行碰撞检测算法[J];长春工业大学学报(自然科学版);2008年06期
5 文卫蔚;范利君;白云菲;;基于Sphere和OBB混合的碰撞检测算法[J];软件;2011年05期
6 彭芳瑜;苏永春;邹孝明;李斌;;大型螺旋桨五轴加工中基于方向包围盒层次树的全局干涉碰撞检测[J];中国机械工程;2007年03期
7 芦鸿雁;;基于层次包围盒的碰撞检测算法研究[J];计算机与数字工程;2008年02期
8 戴高乐;吴贵芳;李艳;;一种快速混合碰撞检测算法研究[J];通信技术;2010年05期
9 李红波;周东谕;吴渝;;基于混合包围盒的碰撞检测算法[J];计算机应用;2010年12期
10 蒋健勋;方志刚;徐洁;王晓池;;基于Sphere-OBB的改进碰撞检测算法及其应用[J];计算机工程与应用;2011年17期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵伟;李立军;陈承收;;基于粒子群优化的随机碰撞检测算法研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
2 赵伟;陈承收;李立军;;基于MapReduce云计算模型的碰撞检测算法[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
3 严宗睿;张为民;孙向军;;海军合同战术仿真系统中的碰撞检测算法[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(下册)[C];2009年
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5 何大治;赵艳霞;;公共建筑应急疏散过程的计算机仿真分析[A];“中国视角的风险分析和危机反应”——中国灾害防御协会风险分析专业委员会第四届年会论文集[C];2010年
6 董向阳;张佐刚;;基于层次包围盒的碰撞检测算法研究[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
7 李自力;夏学知;刘玉亮;沈迎春;彭复员;石雄;;虚拟对象基于层次包围盒的碰撞检测与交互[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
8 齐敏;郝重阳;佟明安;高晓滨;张先勇;淮永建;;碰撞检测理论与技术分析[A];中国体视学学会图像分析专业、中国体视学学会仿真与虚拟现实专业、中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议论文集[C];2000年
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10 孟军;卫巍;;基于弹簧质点与有限元混合模型的建模研究[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 甘建红;肿瘤生长过程形态模拟及相关技术研究[D];西南交通大学;2009年
2 金汉均;虚拟环境中物体碰撞检测算法研究[D];华中科技大学;2006年
3 郁松;3D虚拟现实内镜手术仿真关键技术研究[D];中南大学;2011年
4 王占礼;面向虚拟制造的数控加工仿真技术研究[D];吉林大学;2007年
5 魏迎梅;虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
6 周之平;面向虚拟装配的干涉检测关键技术研究[D];东南大学;2006年
7 王春华;风场中森林的建模与仿真[D];武汉理工大学;2010年
8 孙海波;采煤机3DVR数字化信息平台关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年
9 徐凯;语义驱动的三维形状分析及建模[D];国防科学技术大学;2011年
10 熊玉梅;虚拟环境中物体碰撞检测技术的研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戴高乐;基于包围盒的碰撞检测算法研究[D];河南科技大学;2009年
2 姜光焱;基于包围盒的碰撞检测算法的研究及应用[D];电子科技大学;2012年
3 姜晓路;碰撞检测算法研究及其在引擎软件中的应用[D];江南大学;2012年
4 黄可;基于OBB包围盒的碰撞检测算法改进[D];西南大学;2011年
5 张纪锁;虚拟现实中混合碰撞检测算法的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
6 汤鹏;维修性分析与仿真中的高效碰撞检测算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 李立军;基于粒子群蚁群的快速碰撞检测算法研究[D];长春工业大学;2011年
8 周见光;包围盒碰撞检测算法及其在增强现实中的应用研究[D];苏州大学;2012年
9 陈承收;基于云模型与GPU缓存技术的快速碰撞检测算法研究[D];长春工业大学;2011年
10 李菲;虚拟仿真中基于粒子系统的碰撞检测算法研究[D];吉林农业大学;2012年
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