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《武汉理工大学》 2005年
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基于物理、特征行为仿真的三维空间碰撞检测及响应研究

傅由甲  
【摘要】:碰撞检测及响应是计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、人体运动仿真、基于物理的建模、虚拟现实等领域中的基本研究问题。随着计算机仿真、虚拟现实、三维游戏的发展,三维虚拟场景的碰撞检测及响应显得越来越重要了。 基于物理、特征行为仿真的三维空间对象碰撞检测及响应的研究正是在当前这种环境下产生。它希望通过一定的研究,探讨一下在基于物理、特征行为建模与仿真的虚拟环境中对象的碰撞检测与响应的途径和方法,为大规模虚拟现实技术更逼真地模拟真实环境做一定的铺垫。 本文结合国家自然科学基金项目《分布交互三维行为—特征建模方法的研究》和《分布交互三维仿真平台的开发》,主要研究了三维场景的碰撞检测与响应技术,内容涉及到以下方面:三维场景中各种对象的碰撞检测、三角网面物体的碰撞测定、大规模复杂场景的碰撞检测及管理、基于物理仿真的刚体碰撞响应。 本文碰撞检测机制的实现:在第三章中作者利用对象的空间位置关系,通过将八叉树、AABB树与面向对象概念相结合,创建一种能根据动态场景快速更新的面向对象的动态八叉树,其叶节点中包含的不是三角面,而是带有AABB层次树的物体对象。碰撞检测分为三步进行:首先检测活动对象的根包围盒与八叉树子节点包围盒是否相交来快速确定可能存在的物体相交区域;然后,对确定的区域内的每个对象通过AABB树的层次遍历逐步细分潜在的相交区域;最后,对这些潜在区域内的每个三角面进行精确的相交检测,确定活动对象是否发生碰撞。应用表明,该方法在克服传统八叉树算法不能保留对象几何信息、物理属性的局限性同时,又充分发挥其空间剖分的优点,使之快速准确地确定交互对象,达到加快场景渲染速度,减小物体间两两求交检测的次数的目的。 为了能真实地描述物体碰撞后的状态,仅检测到两物体发生相交是不够的,碰撞测定主要用来精确的确定物体碰撞时的接触时间和位置。在第一章中作者利用三维空间中物体运动的时空相关性,以碰撞检测取得的两物体碰撞三角面为计算域,快速寻找凸多面体发生碰撞时的接触面。该方法利用特征点来描述接触面;根据接触面的拓扑结构计算碰撞三角面间的点一面、边一边的最小距
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.9;TP274.4

【引证文献】
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1 傅由甲;;基于OpenGL的三维场景多视角实时漫游与观察[J];计算机时代;2008年11期
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1 李杏;“猎火”网络游戏动作引擎中物理系统的设计与实现[D];北京交通大学;2011年
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【参考文献】
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【共引文献】
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9 刘宇;郭龙江;李金宝;;基于OpenGL的分子动力学三维显示系统的设计与实现[A];黑龙江省计算机学会2009年学术交流年会论文集[C];2010年
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1 石云龙;基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真[D];中国地质大学(北京);2010年
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4 刘辰;三元流闭式叶轮组合电加工技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
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7 吴安德;数控喷射电铸技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
8 沈春龙;虚拟制造可视化环境及其过程管理的技术研究[D];南京理工大学;2002年
9 谭怀亮;材料复合型铸轧辊温度场和热变形的界面元方法及其仿真研究[D];中南大学;2001年
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1 田媛;基于多通道的飞行器监控协同仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吴晗;大型舰船操纵性理论预报及视景仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘洁;水声通信网络通信及显控软件研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 白鹤原;基于OSG的城市三维可视化系统研究[D];河南理工大学;2010年
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9 林丹;基于OpenGL的三维心脏模型显示技术的研究与实现[D];华东理工大学;2011年
10 李颖颖;基于MultiGen Creator/Vega的虚拟校园设计研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
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2 张帆;史琼芳;达汉桥;;Creator应用于虚拟城市三维建模的关键技术与实践[J];测绘工程;2005年04期
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1 张七一;戴贤妙;李萍;;基于VC和EON的虚拟场景交互研究与实现[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
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1 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
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 魏国前;起重机模拟培训系统若干关键技术研究[D];武汉理工大学;2007年
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1 杨珠敏;塔式起重机模拟系统实时仿真关键技术的研究与应用[D];武汉理工大学;2011年
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4 曹文杰;三维环境下的角色动作规划[D];电子科技大学;2007年
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7 李健;游戏中物理动画应用的研究[D];重庆大学;2008年
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9 谷宁;基于刚体特性的物理仿真引擎的设计与实现[D];东北师范大学;2009年
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【二级引证文献】
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1 姚林海;康凤举;韩睷;张森;;Agent战场视景仿真视点智能控制方法[J];火力与指挥控制;2011年09期
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1 滕志远;大数据量机载激光点云快速浏览技术研究[D];首都师范大学;2011年
2 李洪亮;群塔防碰撞算法与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 刘国栋;基于OpenGL的某旅历史陈列馆虚拟漫游系统研究与实现[D];中南大学;2009年
4 黄煜;虚拟齿轮测量中心的扫描检测技术[D];西安工业大学;2013年
5 王星;基于组件式的三维室内漫游系统的设计与实现[D];河南理工大学;2012年
【二级参考文献】
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1 吕秋灵,张珏;基于矢量的三角网面体碰撞检测方法[J];计算机辅助工程;2002年01期
2 杨克俭,陈定方,刘世凯,沈成武,唐小兵,崔政权,唐殿奎;三峡滑坡仿真系统的设计与实现[J];计算机辅助工程;1998年02期
3 杨克俭,刘舒燕;可视化技术与建筑物三维动画制作[J];计算机辅助工程;1998年02期
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6 杨克俭,刘舒燕,陈定方,沈成武,刘世凯,唐小兵,崔政权,唐殿奎,石林;三峡滑坡仿真系统中的关键技术[J];计算机仿真;1999年02期
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【相似文献】
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6 王立文;刘璧瑶;韩俊伟;;一种改进AABB包围盒的碰撞检测算法[J];计算机工程与应用;2007年33期
7 吴国良,马登武,张海峰;三维视觉运动建模中碰撞检测算法研究[J];火力与指挥控制;2002年03期
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10 沈照功;潘振宽;;基于弹簧质点模型的布料仿真及碰撞处理方法[J];计算机仿真;2006年03期
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6 周颖慧;邹沐昌;荆雷;;虚拟环境中碰撞检测问题的分析与智能虚拟人控制的研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 邵引平;李瑞鹏;;WTK环境下的碰撞检测算法的应用[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
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5 信息产业部电信研究院标准传输研究所 魏亮 惠亮;以太网:技术和应用不断扩展[N];中国电子报;2004年
6 周树远,宁平;陆风汽车海外遇险 “碰撞门”事件警醒跟进者[N];中国经营报;2005年
7 周文颖;“双碰”标准出台 汽车安全成焦点[N];人民公安报·交通安全周刊;2006年
8 周树远;华晨“解套”之困[N];中国经营报;2008年
9 本报记者 葛胜征;带着“枷锁”快跑[N];政府采购信息报;2008年
10 吉林 刘春鹏;巧学3D爆炸场景制作[N];电脑报;2005年
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1 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
2 陈明;增强现实虚实交互的若干关键问题研究[D];上海大学;2010年
3 杜鹏;柔性物体连续碰撞检测若干关键技术研究[D];浙江大学;2013年
4 李汉文;3D虚拟衣服动画系统关键技术的研究与实现[D];兰州大学;2012年
5 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
6 冯善达;分布式炮兵虚拟现实训练系统关键技术研究[D];南京理工大学;2007年
7 孙立新;分布虚拟环境中碰撞响应、分级兴趣管理及同步控制研究[D];西南交通大学;2002年
8 王祎;虚拟现实中碰撞检测关键技术研究[D];吉林大学;2009年
9 李艳波;虚拟手术中软组织建模与碰撞检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 纪峰;织物悬垂性静动态视觉仿真及效果评价[D];东华大学;2005年
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1 傅由甲;基于物理、特征行为仿真的三维空间碰撞检测及响应研究[D];武汉理工大学;2005年
2 赵森;碰撞检测中距离场算法的研究与应用[D];吉林大学;2008年
3 朱元峰;可变体的实时碰撞检测方法的研究与应用[D];大连理工大学;2007年
4 颜舟林;基于概率计算的变形物体碰撞检测技术研究[D];吉林大学;2007年
5 高程;树随风动模拟中的碰撞检测问题研究[D];西安科技大学;2011年
6 刘智斌;织物动感模拟的算法研究与实现[D];西安科技大学;2004年
7 赵慧青;虚拟服装设计中的布料仿真与碰撞检测算法研究[D];成都理工大学;2008年
8 刘慧玲;气垫船视景仿真中碰撞检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 黄云辉;基于嵌入式技术的3D骰子游戏机开发[D];厦门大学;2008年
10 范晓磊;混合包围盒碰撞检测算法研究[D];青岛大学;2007年
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