包圍盒碰撞檢測算法及其在增強現(xiàn)實中的應(yīng)用研究.pdf

1、碰撞檢測算法作為虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，VR)領(lǐng)域中的一個重要組成部分，其主要作用是判斷虛擬空間中的兩個物體是否共享了部分空間。隨著VR及其子領(lǐng)域增強現(xiàn)實(Augmented Reality，AR)的快速發(fā)展，人們對虛擬場景的真實感要求越來越高，能夠滿足實時性和精確性的快速碰撞檢測算法成為了研究熱點，其中基于包圍盒的碰撞檢測算法尤為受到關(guān)注。
　　 在AR中，由于虛擬場景混合在真實世界中，更需要實時的碰撞檢測以

2、保證逼真效果。本文對基于包圍盒的碰撞檢測算法做了深入研究，提出了一種改進的高效算法；基于本文提出的高效碰撞檢測算法實現(xiàn)了若干具有交互性的增強現(xiàn)實應(yīng)用。
　　 本文的主要研究工作包括：
　　 1．綜合分析了各種包圍盒的特點，特別是Sphere包圍盒和OBB包圍盒的構(gòu)造過程；深入研究了Sphere和OBB結(jié)合形成的混合包圍盒層次結(jié)構(gòu)，以及基于這種混合結(jié)構(gòu)的剛體間的碰撞檢測算法。
　　 2．基于Sphere-OBB混合

3、包圍盒層次體系，提出了一種將OBB對之間的相對方向信息和邊長信息結(jié)合起來選擇分離軸的高效的OBB相交測試算法，提高了OBB的簡單性。其核心是：在碰撞檢測中，先由Sphere排除距離較遠的情況，然后通過計算OBBs的各個方向向量與OBB對之間的中心平移向量的接近程度，同時融入各個邊的長度信息，從15個潛在分離軸中選擇2個較優(yōu)的軸做分離軸測試。在OBB各個邊長相差不太大的情形中，軸的優(yōu)劣度與相對方向信息有很大的關(guān)聯(lián)性，其優(yōu)勢尤為明顯。