层次包围体树在碰撞检测中的应用与研究
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关 键 词 ： 拟 现 实 ； 撞检 测 ； 围 盒层 次结 构 ； 次 包围体 树 虚 碰 包 层
中图 分 类号 ： Ｐ ｌ Ｔ ３１
文 献 标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ９ ３ ４ （０ ０ １ — ５ ２ ０ １ ０ — ０ ４ ２ １ ）６ ４ ４ — ２
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｌ ｓｏ ｔ ｃ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｂｏ ｎ ｉ ｇ Ｖｏ ｕ ｅ ｓ ｓ ａ ｃ ｎ Ｃｏ ｌ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｔ ｓ ｄ ｏ ｕ ｄ ｎ ｌ ｍｅ Ｔｒ ｅ ｉ ｏ
ＹＡＮＧ ｈ — ａ ， ＡＯ ａ — ｉｇ Ｆ Ｓ ｕ ｈ ｏ ＭＩ Ｑｕ ｎ ｘｎ ， ＡＮ ｉ—ｑｎ Ｌｕ ｉｇ
Ｊｕ ａ ｏ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ｆ ｒ ｄＰ ｌ ｅＦ ｒ ， １ ０ ６ Ｃｈ ａ ｏ ｒｌ ｆ ｎ ｉ ｅｉ ｏ ｅ ｅｏ Ａ ｍｅ ｏｉ ｏ ｃ Ｘｉ ｎ ７ ０ ８ ， ｉ ） ｎ ｎ ｎ ｌ ｃ ｅ ａ ｎ
（ 武警 工 程 学 院 ， 陕西 西 安 ７ ０ ８ ） １０ ６
摘 要 ： 撞 检 测 是 虚拟 现 实应 用 中的 关键 技 术 。该 文介 绍 了层 次 包 围体 树 在 碰 撞检 测 中的应 用 ， 碰 对层 次 包 围体树 的建 立 和使 用层 次
包 围体 树 的碰 撞 检 测 过程 进 行 了研 究 。
据 不 同 的情 况 选 择 合适 的包 同盒 ， 以提 高 算法 性 能 。
２ 包 围盒 层 次 结 构
仅 仅 使 用 包 围 盒 描 述 物 体 ， 能 进 行 粗 略 的 相 交 测 试 ， 法 提 供 碰 撞 的详 细信 息 ， 了得 到 精 确 的 碰 撞 信 息 ， 据 物 体 的 几 何 只 无 为 根 特征所 以一般把包 围盒和某种树型结构结合 起来 形成包围盒层次结构（ｏｎ ｉｇＶ ｌｍ ｉｒｒ ｙ Ｂ Ｈ 来逐步逼近物体对象 ， Ｂ ｕ ｄ ｏ ｅＨ ｅａ ｈ ， Ｖ ） ｎ ｕ ｃ 根 据 包 围盒 层 次 结 构 建 立 层 次 包 围体 树 （ｏｎ ｉｇＶ ｌ ｒｅ Ｂ Ｔ再 通 过遍 历 两 个模 型 的 Ｂ Ｔ 逐渐 缩 小 模 型 的 碰 撞 检 测 区 域 ， Ｂ ｕ ｄ ｏ ｍｅ ｅ ，Ｖ ） ｎ ｕ Ｔ Ｖｓ 提 高 碰 撞 检 测 的效 率 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｃｏｌ ｉ ｎ ｄ ｔｃｉ ｎ ｉ ａ ｋ ｙ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ｉ ｕ ｌ ｅ ｉ ａ ｐｉａｉ ｎ ． ｉ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｏ ｎ ｉ ｇ ｖ ｌｍｅ ｌｓ ｅｅ ｔ ｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎ ｖｒ ａ ｒ ａ Ｗ ｐ ｌ ｔ ｓ Ｔｈ ｓ ａ ｅ ｎｒ ｕ ｅ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆｂ ｕ ｄ ｎ ｏ ｕ ｉｏ ｏ ｓ ｔ ｌ ｃ ｏ ｏ ｃ ｏ
碰撞 检 测 用 于 判 定一 对 或 多 对 物体 在 给 定 时 间 域 内 的 同一 时 刻 是否 占有 相 同 区 域 。它 是 机 器 人 运 动 规划 、 算 机 仿 真 、 拟 现 计 虚 实 、 戏 等 领域 不 可 回避 的 问题 之 一 Ｉ 随 着 虚 拟 现 实等 新 领 域 的 涌 现 ， 们对 虚拟 环 境 真 实 性 以及 交 互 的实 时性 要 求 不 断 提 高 ， 游 ｌ ｌ 。 人 如
ｒ ｔｎ ｕｌ） ｅｉ ｓ ｌ ， ｃ ｏ Ｈ ｓ 和离 散 方 向包 围 盒 Ｋ Ｄ ｐ１ — ｉ ｒｔ Ｏ ｉ ｔｔ ｎＰ ｌｏ ｅ 方 向包 同盒 Ｏ Ｂ Ｏｉｎｅ ｏ ｎ ｉ ｏ）在 使 用 时 可根 — ｏ￣ｋ Ｄ ｓ ｅ ｒ ｎａ ｏ ｏ ｔ ） ６ （ ｃ ｅ ｅ ｉ ｙｐ ， Ｂ （ ｒ ｔｄＢ ｕ ｄｎ Ｂ ｘ。 ｅ ｇ
何 优化 碰 撞 检 测算 法 ． 在保 证 系统 实 时 性 的基 础 上 提 高 检测 精 度 成 为 国内 外研 究 热 点 。
１背 景 知 识 介 绍
包 围盒 技术 是 在 １７ ９ ６年 由 Ｃａ ｌ ｋ提 出的［ 基 本 思想 是 把 复 杂 的几 何 物 体 用 一 个 可 以 包 含 该 物 体 的 简单 的几 何 物 体 表 示 ， 为 ｒ ２ １ ， 称 包 围盒 ， 物体 的 碰撞 检 测 ， 先 对 待 测 物 体 的包 围盒 进 行 相 交 测 试 ： 不 相 交 ， 说 明 物体 未 发 生碰 撞 ， 相 交 ， 进 行 更 加 精 确 的 对 首 若 则 若 则
Ｃ ｍｐ ｔ Ｋ ｏ ｌ ｇ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ｏ ｕ ｒ ｎ ｗｅ ｅａ ｄＴ ｃ， ．６， ｕ ｅ２ １ ｐ ．５ ２－ ５ ３ ｏ． Ｎｏ１ Ｊ ｎ ０ ０， ｐ４ ４ ４ ４ ６
层次包围体树在碰撞检测 中的应用与研究
杨 颢．全 范 青 舒 妙 兴．柳
Ｉ ＳＮ １ ０ － ０ ４ Ｓ ０ ９ ３ ４
Ｅ ｍ ｉ ｆ ＠ｃ ｃ ．ｅ ｃ － ａｈｋｙ ｅ ｃ ｔ ｎ ｊ ｎ ．
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测试 ， 以返 回详 细 的 碰撞 信 息 。
常见包 围盒可分为 ： 包围球（ｐ ｅｅ Ｓｈ ｒ Ｉ沿坐标轴的包 围盒 Ａ Ｂ ｉ Ａ ｉ ｅ ｏｎ ｉｇＢ ｘｓ 固定方 向包 围盒 Ｆ Ｈ￣ ｅ ｉ ）， Ａ Ｂ １ ｓ ｌ ｎｄＢ ｕ ｄｎ ｏｅ） ４ Ｌ ｘ — ｇ ， Ｄ ＨｘｄＤ・
关 键 词 ： 拟 现 实 ； 撞检 测 ； 围 盒层 次结 构 ； 次 包围体 树 虚 碰 包 层
中图 分 类号 ： Ｐ ｌ Ｔ ３１
文 献 标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ９ ３ ４ （０ ０ １ — ５ ２ ０ １ ０ — ０ ４ ２ １ ）６ ４ ４ — ２
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包 围体 树 的碰 撞 检 测 过程 进 行 了研 究 。
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２ 包 围盒 层 次 结 构
仅 仅 使 用 包 围 盒 描 述 物 体 ， 能 进 行 粗 略 的 相 交 测 试 ， 法 提 供 碰 撞 的详 细信 息 ， 了得 到 精 确 的 碰 撞 信 息 ， 据 物 体 的 几 何 只 无 为 根 特征所 以一般把包 围盒和某种树型结构结合 起来 形成包围盒层次结构（ｏｎ ｉｇＶ ｌｍ ｉｒｒ ｙ Ｂ Ｈ 来逐步逼近物体对象 ， Ｂ ｕ ｄ ｏ ｅＨ ｅａ ｈ ， Ｖ ） ｎ ｕ ｃ 根 据 包 围盒 层 次 结 构 建 立 层 次 包 围体 树 （ｏｎ ｉｇＶ ｌ ｒｅ Ｂ Ｔ再 通 过遍 历 两 个模 型 的 Ｂ Ｔ 逐渐 缩 小 模 型 的 碰 撞 检 测 区 域 ， Ｂ ｕ ｄ ｏ ｍｅ ｅ ，Ｖ ） ｎ ｕ Ｔ Ｖｓ 提 高 碰 撞 检 测 的效 率 。
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层次包围体树在碰撞检测 中的应用与研究
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