Bullet中最近点距离算法
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Bullet中最近点距离算法
在Bullet中,通过类btVoronoiSimplexSolve实现了1到4个顶点的单纯形到原点的距离计算,该类可以在GJK算法中调用,用以代替Johnson distance algorithm[我们前篇文章原点到四面体的距离,实际上就是介绍该算法]算法。
本文我们研究bullet中如何实现该类以及该类的用法。
首先我们看看顶点在btVoronoiSimplexSolve中是什么存储的:
用到了三个变量:
btVector3 m_simplexVectorW[VORONOI_SIMPLEX_MAX_VERTS];
btVector3 m_simplexPointsP[VORONOI_SIMPLEX_MAX_VERTS];
btVector3 m_simplexPointsQ[VORONOI_SIMPLEX_MAX_VERTS];
m_simplexVectorW中存放的是单纯形的顶点,m_simplexVectorP,
m_simplexVectorQ中存放的是两个物体中和单纯形顶点m_simplexVectorW相对应的顶点,注意,这儿单纯形表示是明可夫斯基差形状中的单纯形,所以m_simplexVectorP,
m_simplexVectorQ就是表示两个物体中的顶点,并且m_simplexVectorP -
m_simplexVectorQ = m_simplexVectorW。(都是世界坐标系中的值)
该类中计算机单纯形到原点距离通过函数closest计算,该函数又调用函数updateClosestVectorAndPoints具体实施。下面我看看updateClosestVectorAndPoints中的代码:
1、一个顶点的单纯形
1
case1://一个顶点
2
{
3m_cachedP1 = m_simplexPointsP[0];
4
m_cachedP2 = m_simplexPointsQ[0];
5m_cachedV = m_cachedP1-m_cachedP2; //== m_simplexVe ctorW[0]
6
m_cachedBC.reset();
7m_cachedBC.setBarycentricCoordinates(btScalar(1.),b tScalar(0.),btScalar(0.),btScalar(0.)); //只使用了第一个顶点
8
m_cachedValidClosest = m_cachedBC.isValid();
9
break;
1
0};
单纯形是一个顶点的情况下,直接返回m_simplexVectorW(m_simplexVectorP - m_simplexVectorQ)顶点坐标。单纯形到原点的距离放在向量m_cachedV中。
2、两个顶点的单纯形
1
case2://两个顶点
2
{
3
//closest point origin from line segment
4
const btVector3& from = m_simplexVectorW[0];
5
const btVector3& to = m_simplexVectorW[1];
6
btVector3 nearest;
7
8btVector3 p (btScalar(0.),btScalar(0.),btScalar (0.));
9
btVector3 diff = p - from;
1
btVector3 v = to - from;
1
1btScalar t = v.dot(diff);
1
2
1
3if (t >0) {
1
4btScalar dotVV = v.dot(v);
1
5if (t < dotVV) {
1
6t /= dotVV;
1
7diff -= t*v;
1 8
m_cachedBC.m_edVertexA = true;
1 9
m_cachedBC.m_edVertexB = true;
2
0} else {
2
1t =1;
2
2diff -= v;
2
3//reduce to 1 point
2 4
m_cachedBC.m_edVertexB = true;
2}
2
6} else
2
7{
2
8t =0;
2
9//reduce to 1 point
3 0
m_cachedBC.m_edVertexA =tru e;
3
1}
3
2m_cachedBC.setBarycentricCoordinates(1-t,t);
3
3nearest = from + t*v;
3
4
3 5
m_cachedP1 = m_simplexPointsP[0] + t * (m_simpl exPointsP[1] - m_simplexPointsP[0]);
3 6
m_cachedP2 = m_simplexPointsQ[0] + t * (m_simpl exPointsQ[1] - m_simplexPointsQ[0]);
3
7m_cachedV = m_cachedP1 - m_cachedP2;
3
8
3 9
reduceVertices(m_cachedBC.m_usedVertices); //移去没有用的顶点,对最近点没有贡献。这个在求两个物体最近距离时候要用到,没用的点从单纯形中去掉