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《西南大学》 2011年
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基于OBB包围盒的碰撞检测算法改进

黄可  
【摘要】:目前,3D游戏已经成为计算机游戏领域的主流,虚拟现实交互式仿真等都有很广泛的应用,不可否认的是,随着这些应用的复杂度不断上升,在处理这类较大的数据时,与碰撞检测相关的数据结构和算法也变得日趋复杂。无论是游戏,还是其他类型的模拟仿真应用程序,碰撞检测始终是程序开发的核心之处。 本文选用的OBB层次包围盒算法,就是碰撞检测算法中应用比较广的一种方法。其他还有诸如球形包围盒,轴对齐包围盒(AABB)和离散有向多面体(K-Dops)等算法。在众多算法中,又以OBB的检测性能最好。论文着重论述了基于OBB碰撞检测算法的相关问题。主要从事了以下几个方面的工作: (1)在研究OBB包围盒固有特性的基础上,通过研究构建OBB层次包围树、包围盒间的重叠测试和三角形间重叠测试等问题,发现相对于Sphere方法OBB有较高的重叠测试复杂度,利用Sphere检测的简单性提出分层构建OBB层次包围树的改进方法。 (2)提出将算法分为两级碰撞检测——第一级用Sphere包围盒作为层次包围树的上层,通过Sphere的快速检测筛选出重叠的物体对象送到下层检测,其中采用双向链表结构对Sphere包围盒进行管理,在每一帧中更新链表;OBB包围盒作为下层包围,用二叉树构建层次树,提供精确的碰撞检测。模拟实验根据程序中的结果做出碰撞信息的报告,并记录每一帧内发生碰撞的物体对象id。 实验数据表明,经过层次优化后的OBB碰撞检测算法,通过上层的初步筛选能减少无用检测的时间浪费,使得整体检测效率比单纯的OBB检测有所提高,特别是在场景中模型数量比较多时,效果更为明显。本文的研究成果,对于碰撞检测算法的优化有一定的实验依据。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.9

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 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
2 李苗;基于多运动对象的OBB碰撞检测研究[D];西南大学;2012年
3 颜亮;移动平台中基于XNA的3D碰撞检测的研究与应用[D];成都理工大学;2012年
4 杨曦;基于EON的虚拟图书馆交互性系统的设计和实现[D];西安建筑科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 魏迎梅,王涌,吴泉源,石教英;碰撞检测中的层次包围盒方法[J];计算机应用;2000年S1期
2 王志强,洪嘉振,杨辉;碰撞检测问题研究综述[J];软件学报;1999年05期
3 马登武;叶文;李瑛;;基于包围盒的碰撞检测算法综述[J];系统仿真学报;2006年04期
4 朱元峰;孟军;谢光华;马文娟;;基于复合层次包围盒的实时碰撞检测研究[J];系统仿真学报;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭亨波;倪丽萍;蒋欣;;地下空间轴向包围盒树三维碰撞检测算法研究[J];地下空间与工程学报;2010年04期
2 张睿,张锡恩,谢建华;碰撞检测在操作训练仿真系统中的应用[J];兵工自动化;2005年01期
3 祁颖;;虚拟实验系统中碰撞检测的设计与实现——以北京广播电视大学“基于web路由器配置虚拟仿真实验环境系统”为例[J];北京广播电视大学学报;2012年03期
4 黄松柏;;一种改进的动态OBB层次结构碰撞算法[J];北京石油化工学院学报;2011年01期
5 熊勇刚,陈科良,周友行,林峰;机器人关节间的碰撞检测[J];包装工程;2004年03期
6 何伟;李勇;苏虎;;碰撞检测中的包围盒方法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年12期
7 常卫国;王大宇;;FDH包围盒法进行数控仿真加工的碰撞干涉检验[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年04期
8 李秀莉;张树仁;;虚拟装配系统中一种快速碰撞检测方法[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年02期
9 潘德吉;卢秀山;田茂义;;基于DEM栅格数据结构的三维空间点交互选取方法[J];测绘科学;2009年06期
10 孟宇;滕桂法;常淑惠;;基于SNS 3维关系图生成方法探究[J];河北农业大学学报;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王立权;吴健荣;刘于珑;;蒸汽发生器检修机器人碰撞检测研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 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
3 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
4 徐菁;刘春;;一种面向虚拟制造的虚拟手设计与应用[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
5 陈二雷;;加速碰撞检测算法的研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008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 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
8 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
9 尹勇;林锦尧;郭国忠;;集装箱吊装模拟器原型机的研究[A];2004防止船舶行事故新经验新技术学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
10 董晶晶;夏青;游雄;张文明;;利用拾取技术实现虚拟场景漫游中的碰撞检测[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 董本志;管件带坡口相贯线数控切割建模与仿真研究[D];东北林业大学;2010年
4 邹伟;三维地质勘查软件核心技术研究与实现[D];中国地质科学院;2010年
5 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
6 牟奇锋;空中交通管理中的防撞策略问题研究[D];西南交通大学;2010年
7 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
8 陈怀友;大规模作战仿真平台可视化关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 饶锡新;复杂装备系统开发方法研究与实践[D];南昌大学;2011年
10 唐平;多智能体系统冲突消解与智能机器人动态路径规划研究[D];广东工业大学;2002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 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
3 杨秀成;六自由度检修机械臂路径规划研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 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
5 缪儒欢;基于XNA的虚拟装配技术研究[D];大连理工大学;2010年
6 邢一思;虚拟手术仿真系统中碰撞检测的研究[D];南昌大学;2010年
7 马华栋;曲面工件超声检测的逆运动学及路径规划研究[D];浙江大学;2011年
8 杨炳祥;实时三维漫游系统中关键技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2009年
9 李媛媛;群体动画中行为控制方法研究[D];山东师范大学;2011年
10 杨旭;Space桌面系统碰撞检测模块的改进与优化[D];首都师范大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜波;;基于κ-DOPs包围盒碰撞检测算法的改进[J];燕山大学学报;2008年04期
2 景博,黎永前,朱铭铨,蔺小军;虚拟现实技术中数据手套的研究[J];电光与控制;1999年04期
3 徐岚;;虚拟场景中碰撞检测技术研究[J];福建电脑;2009年05期
4 姜学智,李忠华;国内外虚拟现实技术的研究现状[J];辽宁工程技术大学学报;2004年02期
5 袁丽娜;赵贵斌;;碰撞检测技术及在桥梁视景仿真中的应用[J];工程图学学报;2010年03期
6 陈尚飞;基于分离轴理论的有向包围盒重叠测试算法[J];广西科学院学报;2005年03期
7 章勤,黄琨,李光明;一种基于OBB的碰撞检测算法的改进[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年01期
8 李辉;凸多边形可移动性的最优判定算法[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1987年12期
9 许宏泉;明芳;;海战场环境中基于射线的碰撞检测算法研究[J];舰船电子工程;2011年12期
10 田瑜;关正西;许平;惠卫华;何全明;;3D关节角色基于OBB的实时动态碰撞检测[J];计算机工程与应用;2006年33期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 据捷孚凯(GfK中国)研究经理 任燕;[N];中国电子报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 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
2 陈龙;三维服装柔性参数化设计方法及技术研究[D];浙江大学;2008年
3 赵伟;基于并行的快速碰撞检测算法研究[D];吉林大学;2009年
4 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
5 邢科新;手功能康复机器人系统若干关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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
2 李永胜;虚拟校园中碰撞处理技术的研究[D];郑州大学;2011年
3 朱成亮;基于Android平台游戏引擎的设计与实现[D];安徽理工大学;2011年
4 罗枫;三维网格模型的快速碰撞检测及相交体计算[D];浙江大学;2005年
5 李敏;基于虚拟现实技术的越野车通过性试验及评价系统[D];东南大学;2004年
6 江峰;3D游戏引擎研究与实现[D];浙江大学;2005年
7 赵亮;基于k-DOPs的碰撞检测及其算法改进研究[D];青岛大学;2005年
8 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
9 王文涛;基于虚拟手的人机交互技术研究[D];华中科技大学;2005年
10 何水艳;虚拟校园的碰撞检测研究[D];华中师范大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 章勤,黄琨,李光明;一种基于OBB的碰撞检测算法的改进[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年01期
2 陈学文,丑武胜,刘静华,王田苗;基于包围盒的碰撞检测算法研究[J];计算机工程与应用;2005年05期
3 汪嘉业;平面上简单多边形平移时确定碰撞部位的最优算法[J];计算机学报;1992年08期
4 李庆华;判定凸多边形可碰撞的最优算法[J];计算机学报;1992年08期
5 王兆其,赵沁平,汪成为;面向对象碰撞检测方法及其在分布式虚拟环境中的应用[J];计算机学报;1998年11期
6 王志强,洪嘉振,杨辉;碰撞检测问题研究综述[J];软件学报;1999年05期
7 郑轶,宁汝新,刘检华,姚珺;虚拟装配环境下快速碰撞检测方法的研究[J];系统仿真学报;2005年09期
8 马登武;叶文;李瑛;;基于包围盒的碰撞检测算法综述[J];系统仿真学报;2006年04期
9 周云波;闫清东;李宏才;;虚拟环境中碰撞检测算法分析[J];系统仿真学报;2006年S1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李文娟;阎光伟;王媛;;三维物体碰撞检测中的包围盒算法[J];中国电力教育;2008年S1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 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
4 郑旭;;三维物体碰撞检测包围盒算法分析[J];现代商贸工业;2010年02期
5 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
6 黄松柏;;一种改进的动态OBB层次结构碰撞算法[J];北京石油化工学院学报;2011年01期
7 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
8 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
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 门晓鹏;吕晓峰;马登武;彭军;;虚拟场景中基本几何元素相交测试技术[J];海军航空工程学院学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前8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
4 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
5 王为;王翔;鲜海峰;陈宏;翁继东;;激光遮断式(OBB)测量火炮弹丸速度的不确定度分析[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
6 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
7 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
8 梅继红;雷小永;戴树岭;;基于数据手套的虚拟操作技术研究[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001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 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
3 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
4 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
5 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
6 王春华;风场中森林的建模与仿真[D];武汉理工大学;2010年
7 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
8 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
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 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄可;基于OBB包围盒的碰撞检测算法改进[D];西南大学;2011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 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
4 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
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 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
7 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
8 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
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 邵延华;虚拟环境中碰撞检测算法的研究[D];西南科技大学;2010年
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