超高效的不规则物体碰撞检测
高级碰撞检测技术
高级碰撞检测技术高级碰撞检测技术2010-06-14 10:02自从计算机游戏出现以来,程序员就不断地想办法来更精确地模拟现实世界。
就拿乒乓游戏为例子(译者:Pong-被誉为电子游戏的祖先,有幸见过一次:),能见到祖先做的游戏感觉真是爽啊,想看的可以到FTP上下载"地球故事"就可以看到了:),游戏中有一个象征性的小方块(球)和两支拍子,游戏者需要在恰当的时间将拍子移动到恰当的地点,将小球反弹回去。
这个基本操作的背后(以现在的标准来看)就是最原初的碰撞检测了。
今天的游戏比"乒乓"要高级得多,并且基本上是基于3D的。
3D游戏中的碰撞检测比"乒乓"游戏里的要更加难实现。
玩一些早期模拟飞行游戏的体验向我们展现出糟糕的碰撞检测是如何毁灭一个游戏的。
当穿过一座大山的尖顶的时候仍然活着,感觉很不真实。
即便是现在的一些游戏也还是有碰撞上的问题,许多玩家曾经失望地看着他们喜爱的英雄或女英雄的部分身体穿进了墙里。
甚至更糟的是,许多玩家都有过这样糟糕的体验,就是被那些离得很远的子弹或火箭击中。
因为游戏者们要求提升真实性,我们开发者就不得不绞尽脑汁想办法让我们的游戏世界尽可能地接近现实世界。
阅读这篇文章前首先假设你对与碰撞检测相关的几何和数学知识已经有了基本的了解。
在文章的最后,我将提供一些这方面的参考资料,以免你对它们感觉有点生疏。
另外我还假设你已经读过Jeff Lander的图形专栏里关于碰撞检测文章("Crashing into the New Year,";"When Two Hearts Collide,";和"Collision Response:Bouncy,Trouncy,Fun,")。
我将首先进行一个大概的描述,然后快速地切入到核心内容里,通过这两步从上至下地深入到碰撞检测中。
我将讨论两种类型的图形引擎中的碰撞检测:基于portal的和基于BSP的。
碰撞检测
二维碰撞检测算法碰撞检测(Collision Detection,CD)也称为干涉检测或者接触检测,用来检测不同对象之间是否发生了碰撞,它是计算机动画、系统仿真、计算机图形学、计算几何、机器人学、CAD\ CAM等研究领域的经典问题。
碰撞物体可以分为两类:面模型和体模型。
面模型是采用边界来表示物体,而体模型则是使用体元表示物体。
面模型又可根据碰撞后物体是否发生形变分为刚体和软体,刚体本身又可根据生成方式的不同分为曲面模型和非曲面模型。
目前对于碰撞的研究多集中于面模型的研究,因为体模型是一种三维描述方式,对它进行碰撞检测代价较高。
而在面模型的研究中,对刚体的研究技术更为成熟。
下面列举几种常用的碰撞检测技术:1:包围盒(bounding box)是由Clark提出的,基本思想是使用简单的几何形体包围虚拟场景中复杂的几何物体,当对两个物体进行碰撞检测时,首先检查两个物体最外层的包围盒是否相交,若不相交,则说明两个物体没有发生碰撞,否则再对两个物体进行检测。
基于这个原理,包围盒适合对远距离物体的碰撞检测,若距离很近,其物体之间的包围盒很容易相交,会产生大量的二次检测,这样就增大了计算量。
包围盒的类型主要有AABB(Aligned Axis Bounding Box)沿坐标轴的包围盒、包围球、OBB(Oriented Bounding Box)方向包围盒和k-DOP(k Discrete Orientation Polytopes)离散方向多面体等。
AABB是包含几何对象且各边平行于坐标轴的最小六面体,两个AABB包围盒相交当且仅当它们三个坐标轴上的投影均重叠,只要存在一个方向上的投影不重叠,那么它们就不相交。
AABB间的相交测试和包围体的更新速度比其他算法效率高,因此使用最广泛,尤其适用于多物体运动的大规模环境和变形体碰撞检测。
OBB包围盒的相交测试基于分离轴的理论的,它的构造关键在于包围盒最佳方向的确定,最佳方向必须保证在该方向上包围盒的尺寸最小。
高级碰撞检测及响应算法——碰撞响应
高级碰撞检测及响应算法——碰撞响应2010-11-23 16:32对运动的球体作碰撞检测,查明它将与三角片发生何种形式的碰撞是检测算法完成的任务。
但是当碰撞真的发生了,接下来应该怎么做呢?最简单的作法是让球体停下来,或者一旦发现可能的碰撞,就禁止球体继续运动。
但是这些作法都不是真正意义上的碰撞响应,我们应该得到更加自然的响应过程。
比如在游戏开发中,我们应该在发生碰撞后将物体沿墙壁滑动,自动地爬上楼梯抑或自动地翻过地面上的障碍物,又比如在计算机过程仿真中,让碰撞的物体按物理规律进一步做出诸如反弹等的反应……下面,我们以基本的滑移响应为例,说明如何利用由检测算法得到的碰撞数据。
那么到底什么是滑移呢?在场景世界中,如果我们检测到角色将与一面三角片碰撞,我们接下来要做的事情就是尽量靠近这块三角片,然后改变角色的速度方向,最后在新的方向上继续运动。
见图4.1。
图4.1:碰撞三角片后的滑移1.滑移平面滑移平面,顾名思意,就是发生碰撞后物体将沿此平面滑动。
简单地从图4.1可以看出,滑移平面应该就是被碰撞的三角片所在的平面。
事实上,在某些情况下这个结论是对的,但是在图4.2中所描述的情况下,这种说法显然不太妥当。
图4.2:滑移平面的定义下面我们概括一下什么是滑移平面。
在图4.2中的两个滑移平面有什么共同点呢?它们都是扫掠球上接触点的切平面。
所以,我们必须知道过球体表面上给定点的切平面的方法。
通常我们描述一张平面的方法是通过平面上一点(origin点)和平面的法向量(normal向量)来定义。
在碰撞检测部分,我们已经得到了碰撞点,所以当前的任务就是计算在球体碰撞点处的切平面的法向量。
很幸运,我们选择在e空间中进行所有的操作的确为我们节省了大量的计算工作,因为过单位球体表面上任意一点的切平面的法向量其实就是由表面上定点到球体中心的向量!见图4.3。
图4.3:单位球体的切平面于是在e空间中,通过以下几行代码我们就能求得滑移平面的表达式。
physics.overlapbox 原理
一、概述在物理学中,overlapbox是一种用于检测物体之间是否发生重叠的方法。
它在三维空间中经常被用于游戏开发和物理引擎中。
overlapbox 的原理非常简单,但却非常有效,能够快速准确地检测出物体之间的碰撞情况,为游戏开发和物理模拟提供了重要的支持。
二、物理引擎1. 物理引擎是一种用于模拟现实世界物理行为的软件模块。
它能够模拟物体之间的碰撞、运动、受力等行为,为游戏开发、工程仿真等领域提供了强大的支持。
2. 在物理引擎中,碰撞检测是一项非常重要的功能。
它能够判断两个物体是否发生碰撞,从而触发相应的物理效果,如弹射、摩擦等。
三、overlapbox的原理1. overlapbox是一种基于AABB包围盒的碰撞检测算法。
AABB包围盒是一种用于围绕物体的最小矩形框,能够精确地表示物体的位置和大小。
2. overlapbox通过将包围盒和另一个物体进行比较,来判断两个物体是否发生重叠。
它会检查包围盒的六个面和另一个物体的所有顶点,从而确定它们之间的碰撞关系。
3. overlapbox的原理非常简单,但却非常高效。
它可以在非常短的时间内完成碰撞检测,适用于实时的游戏引擎和模拟系统。
四、应用场景1. overlapbox广泛应用于游戏开发中。
通过overlapbox,游戏引擎能够实现精确的碰撞检测,从而提供更加流畅、逼真的游戏体验。
2. overlapbox也被应用于工程仿真和虚拟现实等领域。
它能够帮助工程师和设计师模拟物体之间的碰撞、运动情况,从而对工程项目进行有效地预测和分析。
五、总结overlapbox作为一种简单而高效的碰撞检测算法,对于游戏开发和物理模拟提供了重要的支持。
它能够快速准确地判断物体之间的碰撞关系,为现实世界的模拟和虚拟世界的建构提供了重要的技术基础。
希望未来能够有更多的物理学家和工程师投入到这一领域的研究中,为overlapbox的应用和发展注入新的活力。
六、overlapbox的优势和局限1. 优势- overlapbox 碰撞检测算法的优势包括速度快、计算简单、适用范围广等。
如何快速判定碰撞的可能性
如何快速判定碰撞的可能性快速判定碰撞的可能性的方法取决于情况和需求。
以下是一些常见的方法,可以帮助您快速判定碰撞的可能性:1.几何判定法:通过分析物体的几何属性,例如形状、大小、方向等,判断它们是否可能发生碰撞。
通常,如果两个物体之间没有空间重叠或交叉路径,那么它们有可能发生碰撞。
2.轨迹预测法:根据物体的当前位置、速度和加速度等信息,通过数学模型预测其未来的运动轨迹,然后判断是否与其他物体的轨迹相交。
如果两个物体在未来的其中一时刻在同一位置,则它们有可能发生碰撞。
3.包围盒判定法:将物体用一个边界框或包围球等几何形状进行简化表示,然后判断这些表示之间是否相交。
如果两个物体的包围盒相交,那么它们在更详细的层面上也可能发生碰撞。
4.分离轴定理:根据分离轴定理,如果两个多边形在任何轴上都分离开,那么它们之间不存在重叠,也就不会发生碰撞。
通过在可能的轴上进行投射,然后判断投射的线段是否有重叠,可以快速判断两个多边形是否有碰撞的可能性。
5.边界体积层次法:将场景中的物体划分成多层次的边界体积,然后通过逐层比较来判断碰撞。
这种方法可以快速排除不可能发生碰撞的物体,从而提高判断速度。
6.物理引擎:使用物理引擎可以简化碰撞判定的过程。
物理引擎会处理物体的位置、速度、质量等属性,并提供帮助判断碰撞的函数或工具。
通过物理引擎,可以更高效地判断碰撞的可能性。
7.预测试:通过对大量的预先计算和存储的数据进行查询,可以快速判定碰撞的可能性。
例如,可以使用空间划分数据结构(如四叉树、八叉树或网格)来存储和查询物体的位置和形状信息,以确定是否有可能发生碰撞。
8.机器学习:使用机器学习的方法来训练模型,以快速判定碰撞的可能性。
通过对大量样本数据进行训练,可以建立模型来预测碰撞的概率,从而加快判定的速度。
总之,在实际应用中,通常需要根据具体情况选择合适的方法。
有时可能需要结合多个方法,或根据需要采用不同的方法来快速判断碰撞的可能性。
碰撞检测的原理及应用
碰撞检测的原理及应用1. 碰撞检测的概述碰撞检测是一项在计算机图形学、物理仿真、游戏开发等领域广泛应用的技术。
它的主要目的是为了判断两个或多个物体是否发生碰撞,以此来模拟真实世界中的物理规律。
碰撞检测可以用于实现物体间的交互、碰撞反应以及处理碰撞后的动作。
2. 碰撞检测的原理碰撞检测的基本原理是通过判断两个或多个物体的边界是否相交来确定是否发生碰撞。
常见的碰撞检测算法包括包围盒检测、精确碰撞检测等。
2.1 包围盒检测包围盒检测是碰撞检测中最简单和高效的一种方法。
它将物体看作是一个能够包围其边界的矩形框或球体,在进行碰撞检测时,只需要比较包围盒之间是否相交即可。
包围盒检测的优点是计算速度快,适用于大部分场景,但精度较低。
2.2 精确碰撞检测精确碰撞检测是一种更为准确的碰撞检测方法,它通过对物体的几何形状进行分析,计算出物体的碰撞点、碰撞面等信息。
常见的精确碰撞检测算法有光线投射、多边形碰撞、凸包碰撞等。
精确碰撞检测的优点是精度高,适用于复杂的场景,但计算量较大。
3. 碰撞检测的应用碰撞检测在各个领域有着广泛的应用。
以下是其中的几个例子:3.1 计算机游戏在计算机游戏中,碰撞检测用于处理角色间的碰撞、子弹与物体的碰撞、障碍物的碰撞等。
通过碰撞检测,游戏可以实现真实的物理效果,增加游戏的可玩性和真实感。
3.2 虚拟现实碰撞检测在虚拟现实中也有重要的应用。
通过检测用户与虚拟物体之间的碰撞,可以实现用户与虚拟世界的交互,提高虚拟现实的沉浸感。
3.3 工程建模在工程建模领域,碰撞检测可以用于模拟物体之间的碰撞情况,比如机械装配、构件安装等。
通过检测碰撞情况,可以预测错误、优化设计,提高工程效率。
3.4 交通仿真碰撞检测在交通仿真领域也有重要的应用。
通过检测车辆之间的碰撞,可以预测交通事故的发生情况,为交通规划和设计提供重要参考。
4. 总结碰撞检测作为一项重要的技术,可以实现物体间的交互、模拟真实世界中的物理规律,并在计算机游戏、虚拟现实、工程建模、交通仿真等领域发挥重要作用。
碰撞检测 栅格法
碰撞检测栅格法今天咱们来聊聊一个超级有趣的东西——碰撞检测里的栅格法。
你有没有玩过那种游戏呀,里面的小角色走来走去,不能穿过墙壁或者其他的障碍物。
这就用到了碰撞检测哦。
那栅格法呢,就像是给游戏里的世界画了好多小格子。
比如说,咱们想象一个小小的迷宫游戏。
这个迷宫就像我们在纸上画的格子迷宫一样。
我们把整个迷宫的地图划分成一个个小正方形的格子,这就是栅格啦。
每个小格子呢,就像是一个小房间。
有的小格子里面放着障碍物,像大石头呀、高高的树桩呀;有的小格子就是空的,可以让我们的小角色走过去。
当我们控制小角色在这个迷宫里走的时候,它每次只能从一个格子走到相邻的格子。
就好像我们自己走迷宫,也是一步一步从一个小方块走到另一个小方块。
那怎么知道小角色会不会撞到障碍物呢?这时候栅格法就发挥作用啦。
小角色所在的格子就像它的家一样,它要去旁边的格子的时候,先看看那个格子有没有障碍物。
如果有,那它就走不过去啦,就像我们面前有一堵墙,我们肯定过不去呀。
如果没有,那它就可以开开心心地走过去。
再想象一下,有一群小蚂蚁在一个小花园里找食物。
我们把这个小花园也划分成很多小栅格。
有些栅格里面有花朵,小蚂蚁不能从花朵中间穿过去,只能绕着走。
小蚂蚁每次移动的时候,都要检测一下要去的栅格有没有被花朵占据。
栅格法还有很多好玩的地方呢。
它让整个复杂的环境变得特别简单。
就像整理东西一样,把乱七八糟的东西放进一个个小盒子里,找起来就方便多了。
在电脑游戏或者动画制作里,它可以让角色的行动变得更加合理。
不会出现小角色突然穿过墙壁或者大树这种奇怪的事情啦。
要是没有栅格法这种神奇的方法,那游戏里的世界可就乱套了。
角色可能到处乱穿,就像我们在现实中突然能穿过墙壁一样,那多奇怪呀。
所以呀,栅格法在这个碰撞检测的小世界里,可是一个非常厉害的小帮手呢。
现在是不是觉得栅格法很有趣呀?。
threejs 八叉树 碰撞检测原理
八叉树是一种用于空间划分和快速搜索的数据结构。
在3D图形学中,八叉树被广泛应用于碰撞检测和场景管理等方面,而在three.js中,八叉树也扮演着重要的角色。
本文将从基本原理到实际应用,深入探讨three.js中八叉树的碰撞检测原理。
一、八叉树的基本原理八叉树是一种四叉树的扩展,用于将三维空间递归地划分为八个相等的子立方体。
这种分割方式使得空间能够被高效地表示和搜索,同时也适用于各种不规则的形状。
在碰撞检测中,八叉树能够快速地确定哪些物体可能相交,从而减少了不必要的计算。
二、three.js中八叉树的应用在three.js中,八叉树通常用于加速碰撞检测。
通过将场景中的物体进行空间划分,可以快速地确定哪些物体可能发生碰撞。
这对于实时渲染和交互式应用非常重要,能够显著提高性能和用户体验。
三、八叉树的构建和更新在使用八叉树进行碰撞检测时,需要首先构建整个场景的八叉树。
一般来说,这是一个耗时的过程,但在three.js中,可以通过一些优化的算法和数据结构来加快构建速度。
由于场景中的物体可能在运动或变形,因此需要及时更新八叉树以保持准确性。
四、个人观点和理解在我看来,八叉树作为一种高效的空间数据结构,对于碰撞检测等计算密集型任务有着重要的作用。
在使用three.js进行3D图形开发时,八叉树的应用可以大大提高性能,使得复杂的场景和交互更加流畅和真实。
总结回顾通过本文的介绍和讨论,我对three.js中八叉树的碰撞检测原理有了更深入的理解。
八叉树作为一种空间数据结构,在三维图形学和游戏开发中扮演着重要的角色。
在实际开发中,深入理解八叉树的原理和应用,对于提高性能和用户体验至关重要。
以上是我对three.js八叉树碰撞检测原理的思考和总结,希望对您有所帮助。
八叉树是一种用于空间划分和快速搜索的数据结构,通常用于加速碰撞检测和场景管理。
在3D图形学和游戏开发中,八叉树被广泛应用,而在现代的Web开发中,利用three.js库实现八叉树的碰撞检测也变得越来越普遍。
碰撞检测算法范文
碰撞检测算法范文碰撞检测算法是计算机图形学中的一个重要问题,它用于检测两个或多个物体是否发生碰撞。
在游戏开发、虚拟现实、物理仿真等领域中都有广泛的应用。
这个问题可以通过多种算法来解决,下面将介绍几种常用的碰撞检测算法。
1.矩形边界框碰撞检测算法(AABB碰撞检测算法):矩形边界框是一种简单的表示物体边界的方式。
这个算法利用矩形边界框的位置和尺寸信息来判断两个物体是否相交。
如果两个矩形边界框相交,那么可以认为物体发生了碰撞。
这个算法的时间复杂度较低,适用于处理大量物体,但是对于复杂形状的物体可能存在误判。
2.圆形碰撞检测算法:圆形碰撞检测算法适用于处理圆形物体之间的碰撞。
它利用圆心之间的距离与两个圆的半径之和进行比较,如果距离小于或等于半径和,则认为两个圆发生了碰撞。
这个算法较为简单,但是只适用于处理圆形物体。
3.分离轴定理(SAT碰撞检测算法):分离轴定理是一种用于判断多边形之间是否发生碰撞的算法。
它基于一个原理:如果两个多边形没有共用的分离轴,则它们一定发生了碰撞。
分离轴定理需要判断多个分离轴是否存在,对于复杂形状的物体,计算量较大。
4.基于包围体的碰撞检测算法:基于包围体的碰撞检测算法是一种将物体用较简单的几何形状包围起来,然后对包围体进行碰撞检测的方法。
常见的包围体形状有球体、盒子、球树等。
这种算法可以大大减少需要进行精确碰撞检测的物体数量,以提高性能。
5.网格碰撞检测算法:网格碰撞检测算法适用于处理三维物体之间的碰撞。
它将物体分解为离散的小三角形网格,然后通过对网格之间的关系进行遍历检测碰撞。
这个算法对于复杂的三维物体具有较高的准确性,但是计算量较大。
综上所述,碰撞检测算法在计算机图形学中是一个非常重要且复杂的问题。
不同的算法适用于不同的场景和物体形状,开发人员需要根据具体需求选择合适的算法。
同时,随着计算机硬件的不断升级和算法的不断改进,碰撞检测算法也在不断发展,相信未来会出现更加高效和准确的算法来解决这个问题。
碰撞检测算法在游戏开发中的实现方法
碰撞检测算法在游戏开发中的实现方法在游戏开发中,碰撞检测是一个非常重要的环节。
它负责检测游戏中的物体是否发生碰撞以及如何处理这种碰撞。
一种常用的碰撞检测算法是基于物体的边界框(Bounding Box)的碰撞检测算法。
边界框是一个简单的矩形或包围框,它完全包围了物体。
利用边界框,我们可以通过简单的矩形碰撞检测算法来判断两个物体是否相交。
这种算法的优势在于它的简单性和高效性。
下面我将介绍一些常见的碰撞检测算法。
1. AABB碰撞检测算法(Axis-Aligned Bounding Box)AABB碰撞检测算法是一种简单而高效的算法。
它基于矩形的边界框判断两个物体是否相交。
首先,需要获取两个物体的边界框,并判断两个边界框在X轴和Y轴上是否有重叠。
如果两个边界框在X轴上有重叠且在Y轴上也有重叠,那么可以判断这两个物体发生了碰撞。
2. OBB碰撞检测算法(Oriented Bounding Box)OBB碰撞检测算法是一种更为复杂的算法。
与AABB不同的是,OBB算法中的边界框可以是任意旋转的矩形。
OBB算法通过计算两个物体的边界框的碰撞轴来判断它们是否相交。
如果两个物体在每个碰撞轴上都有重叠区域,那么可以判断这两个物体发生了碰撞。
3. 圆形碰撞检测算法(Circle Collision Detection)圆形碰撞检测算法适用于游戏中的圆形物体。
对于两个圆形物体,我们可以通过计算它们的半径之和与它们的距离之差来判断是否发生了碰撞。
如果两个圆形物体的距离小于它们的半径之和,那么可以判断这两个物体发生了碰撞。
除了以上算法,还有一些更为复杂的碰撞检测算法,如分离轴定理(Separating Axis Theorem)和凸包碰撞检测算法(Convex Hull Collison Detection)。
这些算法更适用于处理具有复杂形状的物体的碰撞检测。
在实现碰撞检测算法时,可以利用游戏引擎的物理引擎来简化工作。
碰撞检测_精品文档
碰撞检测碰撞检测是计算机图形学领域中一个非常重要的概念,它用于判断两个或多个物体是否发生了碰撞。
在游戏开发、物理模拟、虚拟现实等领域中都广泛应用了碰撞检测技术。
本文将对碰撞检测的基本原理、常用算法和应用进行介绍。
一、碰撞检测的基本原理在计算机图形学中,通常将物体抽象为多边形、球体、立方体等几何形状。
当两个物体发生碰撞时,它们的边界或表面上的点会彼此重叠。
因此,判断两个物体是否发生碰撞,关键是要检测它们的边界或表面是否相交。
碰撞检测的基本原理可以归结为以下几步:1. 碰撞检测前的准备:获取待检测物体的位置、姿态和形状信息。
通常使用坐标系、矩阵和向量等数学工具来描述和计算物体的位置和形状。
2. 碰撞检测的粗略判断:通过一个快速的算法,如包围盒(bounding box)或包围球(bounding sphere)来判断物体是否有可能产生碰撞。
这一步旨在减少后续的详细检测计算量,提高碰撞检测的效率。
3. 碰撞检测的详细计算:当粗略判断有碰撞可能时,进行更加精确的碰撞检测计算。
常见的算法有:分离轴定理(Separating Axis Theorem)、基于向量的碰撞检测(Vector-based Collision Detection)等。
4. 碰撞的反应和处理:当发生碰撞时,需要根据物体的属性和场景需求来处理碰撞的反应,如物体的反弹、碎裂、能量转移等。
二、常用的碰撞检测算法1. 包围盒(Bounding Box)算法:这是最简单、最常用的碰撞检测算法之一。
它将物体看作是一个矩形,最简单情况下只需要比较物体的位置和尺寸,判断是否相交。
虽然精度较低,但计算速度快,通常用于快速排除不可能发生碰撞的情况。
2. 分离轴定理(Separating Axis Theorem,SAT):该算法是一种比较常用的精确碰撞检测算法,适用于复杂形状的物体。
它基于一个简单的原理:如果两个非凸物体没有共享的分离轴,那么它们一定相交。
高级碰撞检测及响应算法——碰撞检测
高级碰撞检测及响应算法——碰撞检测2010-11-18 22:351.概述移动的物体可以由椭球体近似表达,这种椭球体更容易逼近类人和动物的形状,比如说人的头,就是一个X-Y-Z轴半径相等的椭球体,髋骨,盆骨等都可以较好地用椭球体体现出来。
多个椭球体组成的集合的形状也使它们易于在障碍物上平滑地移动,这一点在3D游戏中显得特别重要,因为玩家绝不希望在激烈的战斗中自己被卡在某个死角里不能动弹。
我们希望能在场景中来回移动我们的物体(或者角色)。
它可以由一个椭球体表现,其中椭球体的中心位置代表了角色的位置,半径向量则定义了椭球体沿三个轴向的尺寸。
见图3.1。
图3.1:椭球体的半径向量通过对角色施加某方向的力,他就能在场景世界中移动。
这个过程由速度向量(velocity vector)表示。
我们希望椭球体能够在场景世界中移动,那么它的新的位置等于它当前位置加上速度向量。
见图3.2。
图3.2:通过一个速度移动椭球体但是我们还不清楚我们是否能成功完成这个移动,因为可能在过程中会出现一些事情,例如组成场景世界的一个或者多个三角片挡住了椭球体的去路。
我们不可能事先准确地知道椭球体会撞上哪个三角片,所以我们应该检查所有的三角片(这里,可以将一个大的网格体化分成一个八叉树,这个八叉树被用来帮助我们检查那些靠近角色的三角片)。
同时,我们还不能在检测到一个可能碰撞的三角片后就立即停止检测,因为我们要检测出所有潜在的障碍,近而找出最近的那一个碰撞。
如果我们检测到了一个与三角片A发生的碰撞后就停止,而没有继续检测其它的三角片,例如三角片B,那么将发生如图3.3所示的情况,即三角片B比三角片A更先发生碰撞。
图3.3:必须检测所有的三角片碰撞检测过程应该为后继的响应阶段提供至少两个必要的信息:* 球体在场景中的碰撞位置。
* 球体发生碰撞之前,沿速度方向到碰撞点的距离。
所以,对于单个三角片的碰撞检测,我们首先要清楚是否会发生碰撞(这将产生一个bool值),如果发生了碰撞,算法应该能够为碰撞响应提供上述两个必要的信息。
碰撞检测算法的探讨(打)
碰撞检测算法的探讨
梁鹏帅 (河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南 焦作 454100)
摘 要:在视景仿真和 3d 游戏设计中,碰撞检测是必不可少的一部分。通过对碰撞检测算法的现状的研究,在几种碰撞检测算法的基础上,提 出了一种经过改进的用于判断三维空间中视点或运动物体与场景的碰撞检测算法。
二维平面碰撞检测和三维空间碰撞检测。由于 一个三角形, 然后查找一个距离质心第四远的
点和第二、三远的点,建立三角形,依次类推,为 模型建立不规则包围体。
第三步 判断是否发生碰撞。通过第一步我 们已选择用于检测碰撞的点记为 T(x,y,z),假如 模型的不规则包围体有 n 个面组成,第 i 个面的 方程为
作者简介 :梁鹏帅,男,河南镇平,硕士,地 图 学 与 地 理 信 息 系 统 ( 数 字 城 市 ),测 绘 与 国 土 信息工程学院。
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围盒,计算包围盒在三维空间的相交情况,具体 物体,也可能会被检测为已碰撞。算法的提出主
做法是先用包围盒(球)进行两两碰撞检测,如果 要是为了解决在场景中进行漫游时视点的碰撞
碰撞到了包围球, 则用多边形碰撞检测方法进 问题,所以假定物体的运动轨迹为直线,并通过
行计算,但场景实体很多的话,这个方法的效率 对模型生成不规则多面包围体来检测碰撞。
法的原理为:
个平面唯一确定。判断运动物体与场景的碰撞
第一种:以视点为起点,前进步长为长度形 问题, 可以简化为运动物体与其最接近的模型
成线段, 将此线段与场景中的所有可见面进行 的碰撞问题。而模型由凸多面体构成,进而简化
相交运算,如果有交点(相交),则表示发生了碰 为运动物体与平面相交的问题。
撞。
传统的算法都是要给模型建立包围盒,包
长方体障碍物碰撞检测方法原理
长方体障碍物碰撞检测方法原理嘿,你知道不?今天上体育课的时候,我和小伙伴们在操场上玩得可嗨啦!突然,小明一个不小心,差点撞到了操场边的一个大箱子。
这让我想到了一个超厉害的东西——长方体障碍物碰撞检测方法。
咱先说说这检测方法的步骤哈。
首先呢,你得看清那个长方体障碍物是啥样儿的,长啊、宽啊、高啊,都得心里有数。
这就好比你认识一个新朋友,得先知道他长啥样吧?然后呢,你要看看自己离这个障碍物有多远。
要是离得近了,就得小心啦!就像你走在马路上,看到一辆车开过来,你不得赶紧躲开嘛。
最后,要是感觉快要撞上了,就得赶紧改变方向,可不能傻乎乎地撞上去。
这就像一只小鸟看到前面有棵大树,它肯定得绕着飞呀,对吧?那有啥注意事项呢?哎呀,这可重要啦!你得时刻保持警惕,不能光顾着玩就忘了有障碍物。
这就跟你考试的时候一样,得专心,不能分心。
还有啊,不能光看眼前,得四面八方都留意着。
你想想,要是只看前面,后面突然冒出个障碍物,那不就惨啦?这长方体障碍物碰撞检测方法在生活中的应用场景可多啦!比如说在教室里,桌子椅子不就是长方体嘛。
我们在教室里跑来跑去的时候,就得注意别撞到它们。
还有在超市里,那些货架也都是长方体呀。
我们推着购物车的时候,也得小心别撞上去。
这方法的优势可明显啦!它能让我们避免受伤,还能让我们做事更小心谨慎。
你说,这多好呀!我给你讲个实际案例吧。
有一次,我和妈妈去商场。
商场里人可多啦,到处都是货架。
我一开始没注意,差点撞到一个货架上。
还好我想起了这个碰撞检测方法,赶紧停下了脚步。
要是我真撞上去了,那不得疼死呀!而且还可能把货架上的东西弄掉,那就麻烦啦!所以呀,这个长方体障碍物碰撞检测方法真的很有用。
我们在生活中一定要多留意身边的长方体障碍物,用好这个方法,这样才能让我们更安全。
一种快速精确的连续碰撞检测算法
一种快速精确的连续碰撞检测算法
黄通浪;唐敏;董金祥
【期刊名称】《浙江大学学报(工学版)》
【年(卷),期】2006(040)006
【摘要】为了实现运动刚体间快速精确的碰撞检测,提出了一种新的连续碰撞检测算法.利用图形硬件的计算能力,该算法在每个时间区间上实时处理,把单个时间区间划分成若干个子时间区间,使用静态和连续的定向包围盒(OBB)相交性检测方法,计
算出在子时间区间内的潜在碰撞集(PCS),并结合基于图形硬件的可靠碰撞剔除方法、三角面片之间的碰撞检测方法和回退方法,计算出刚体间的初始碰撞时刻和碰撞位置.并应用于一个三维建模系统中的装配模块.实验结果表明,与传统的碰撞检测方法相比,该算法可以缩短计算时间,具有更好的性能和精度.
【总页数】5页(P1051-1055)
【作者】黄通浪;唐敏;董金祥
【作者单位】浙江大学,计算机科学与工程学系,浙江,杭州,310027;浙江大学,计算机科学与工程学系,浙江,杭州,310027;浙江大学,计算机科学与工程学系,浙江,杭
州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.一种快速的基于云计算的碰撞检测算法 [J], 李菲
2.一种快速的可变形物体的碰撞检测算法 [J], 谭睿璞;赵伟
3.一种快速的双重层次包围盒碰撞检测算法 [J], 刘超;蒋夏军;施慧彬
4.一种基于八叉树与流水线技术的快速碰撞检测算法 [J], 李山;赵伟;李菲
5.一种快速的变电站高压警戒区域碰撞检测算法 [J], 陈皓;胡亚平;颜璟仪;汤彧;胡娟
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超高效的不规则物体碰撞检测
if( accurracy != 1 ) matrix.scale( accurracy, accurracy );
return matrix;
}
}
}
原文地址:http://www.tink.ws/blog/as-30-hittest
intersection.height = Math.min( ( bounds1.y + bounds1.height ) - intersection.y, ( bounds2.y + bounds2.height ) - intersection.y );
return intersection;
{
// If either of the items don't have a reference to stage, then they are not in a display list
// or if a simple hitTestObject is false, they cannot be intersecting.
mc1.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP,mouseUpHandler);
mc1.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_MOVE,mouseMoveHandler);
}
private function mouseMoveHandler(e:MouseEvent){
var bitmapData:BitmapData = new BitmapData( hitRectangle.width * accurracy, hitRectangle.height * accurracy, false, 0x000000 );
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init();
mc1.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_DOWN,mouseDownHandler);
}
public function init() {
tempX = tempY = 0;
newColor = new ColorTransform();
matrix = target.transform.concatenatedMatrix;
matrix.tx = localToGlobal.x - hitRectangle.x;
matrix.ty = localToGlobal.y - hitRectangle.y;
matrix.a = matrix.a / rootConcatenatedMatrix.a;
bitmapData.draw( target1, HitTest.getDrawMatrix( target1, hitRectangle, accurracy ), new ColorTransform( 1, 1, 1, 1, 255, -255, -255, 255 ) );
// Overlay the second target.
bitmapData.draw( target2, HitTest.getDrawMatrix( target2, hitRectangle, accurracy ), new ColorTransform( 1, 1, 1, 1, 255, 255, 255, 255 ), BlendMode.DIFFERENCE );
intersection.height = Math.min( ( bounds1.y + bounds1.height ) - intersection.y, ( bounds2.y + bounds2.height ) - intersection.y );
return intersection;
}
public static function complexIntersectionRectangle( target1:DisplayObject, target2:DisplayObject, accurracy:Number = 1 ):Rectangle
{
if( accurracy <= 0 ) throw new Error( "ArgumentError: Error #5001: Invalid value for accurracy", 5001 );
// If a simple hitTestObject is false, they cannot be intersecting.
if( !target1.hitTestObject( target2 ) ) return new Rectangle();
var hitRectangle:Rectangle = intersectionRectangle( target1, target2 );
mc1.removeEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP,mouseUpHandler);
}
private function mouseDownHandler(e:MouseEvent){
tempX = mouseX - mc1.x;
tempY = mouseY - mc1.y;
}
private function changeMC2Color(){
newColor.color = 0xFF6600;
mc2.transform.colorTransform = newColor;
}
private function eventFinishAction(){
newColor.color = 0x173264;
mc2.transform.colorTransform = newColor;
}
private function mouseUpHandler(e:MouseEvent){
mc1.removeEventListener(MouseEvent.MOUSE_MOVE,mouseMoveHandler);
matrix.d = matrix.d / rootConcatenatedMatrix.d;
if( accurracy != 1 ) matrix.scale( accurracy, accurracy );
return matrix;
}
}
}
原文地址:http://www.tink.ws/blog/as-30-hittest
import flash.events.*;
import CostomHitTest.CostomHitTest;
public class Test extends MovieClip{
private var tempX:Number, tempY:Number;
private var newColor:ColorTransform;
{
return complexIntersectionRectangle( target1, target2, accurracy ).width != 0;
}
public static function intersectionRectangle( target1:DisplayObject, target2:DisplayObject ):Rectangle
{
// If either of the items don't have a reference to stage, then they are not in a display list
// or if a simple hitTestObject is false, they cannot be intersecting.
var bitmapData:BitmapData = new BitmapData( hitRectangle.width * accurracy, hitRectangle.height * accurracy, false, 0x000000 );
// Draw the first target.
intersection.y = Math.max( bounds1.y, bounds2.y );
intersection.width = Math.min( ( bounds1.x + bounds1.width ) - intersection.x, ( bounds2.x + bounds2.width ) - intersection.x );
mc1.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_UP,mouseUpHandler);
mc1.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_MOVE,mouseMoveHandler);
}
private function mouseMoveHandler(e:MouseEvent){
// Find the intersection.
var intersection:Rectangle = bitmapData.getColorBoundsRect( 0xFFFFFFFF,0xFF00FFFF );
bitmapData.dispose();
// Alter width and positions to compensate for accurracy
// If their boundaries are no interesecting, they cannot be intersecting.
if( hitRectangle.width * accurracy <1 || hitRectangle.height * accurracy <1 ) return new Rectangle();
超高效的不规则物体碰撞检测的类
测试代码:
package {
//author:Michael
//home:/wwwanq/
//QQ:444153452
//E-mail:xuzhenhui0425@
import flash.display.*;
iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱport flash.geom.*;
if( accurracy != 1 )
{
intersection.x /= accurracy;
intersection.y /= accurracy;
intersection.width /= accurracy;
intersection.height /= accurracy;
}
intersection.x += hitRectangle.x;
var bounds2:Rectangle = target2.getBounds( target2.root );
// Determine test area boundaries.
var intersection:Rectangle = new Rectangle();
intersection.x = Math.max( bounds1.x, bounds2.x );
{
var localToGlobal:Point;;
var matrix:Matrix;
var rootConcatenatedMatrix:Matrix = target.root.transform.concatenatedMatrix;
localToGlobal = target.localToGlobal( new Point( ) );