可變體的實(shí)時(shí)碰撞檢測方法的研究與應(yīng)用.pdf

1、最近幾年，可變體的建模與模擬成為計(jì)算機(jī)圖形界的新熱點(diǎn)。從目前的研究現(xiàn)狀來看，現(xiàn)有方法在檢測的精度與檢測的實(shí)時(shí)性上各有側(cè)重。本課題來源于大連市公安局刑偵場景重建的項(xiàng)目，基于復(fù)合層次包圍盒結(jié)構(gòu)，使用牛頓動力學(xué)的質(zhì)點(diǎn)。彈簧模型進(jìn)行可變體的模擬仿真，并以求在保證實(shí)時(shí)性和交互性的前提下，提高仿真精度。 首先針對基于彈簧質(zhì)點(diǎn)模型的織物碰撞檢測過程中忽略物理特性的問題，尤其是結(jié)構(gòu)彈簧、剪切彈簧、彎曲彈簧的彈簧系數(shù)在發(fā)生不同程度的形變后彈性系數(shù)

2、的變化問題，本文所開發(fā)的系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)彈簧系數(shù)的功能，防止織物過度形變所帶來的模擬失真；對于基于彈簧質(zhì)點(diǎn)模型的軟體碰撞檢測，給出了四面體網(wǎng)孔模型，定義了結(jié)構(gòu)彈簧、拉伸彈簧，用于實(shí)時(shí)描述可變體上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所受的彈性力，并提供實(shí)時(shí)的彈性系數(shù)調(diào)整，減小了各種軟體在不同形變程度情況下因形變過度所帶來的模擬失真的問題。 其次對于根據(jù)剛體碰撞前后不變形的特性，以及OBB-Sphere復(fù)合層次包圍盒結(jié)構(gòu)在剛體間碰撞檢測體現(xiàn)出的靈活性和有效性

3、，本文采用OBB-Sphere復(fù)合層次包圍盒結(jié)構(gòu)為剛體構(gòu)建層次樹；可變體在采用傳統(tǒng)的AABB包圍盒的基礎(chǔ)上外接Sphere包圍盒作為層次樹的節(jié)點(diǎn)，在碰撞檢測的速度上優(yōu)于單純基于AABB的可變體碰撞檢測。 再次針對以空氣動力學(xué)和流體力學(xué)的方法來模擬織物在風(fēng)中變形時(shí)，計(jì)算量大而且模型復(fù)雜進(jìn)而難以達(dá)到模擬實(shí)時(shí)性的問題，本文根據(jù)精度和仿真速度的需要，運(yùn)用空氣動力學(xué)原理，建立了織物的相對風(fēng)力的簡化計(jì)算模型，大大降低了運(yùn)算時(shí)間，并使模擬具有