基于八叉树的柔性体切割仿真中并行化的碰撞算法

• 作者: 于晓康 张维忠 潘振宽 贾世宇
• 来源期刊: 计算机辅助设计与图形学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 柔性体 碰撞检测 实时切割仿真 自适应八叉树网格 GPU加速
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 图形与可视化
• 页码范围: 2180-2188
• 页数: 9页
• 分类号: TP391.41
• 字数: 8703字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1089.2017.16430

摘要

为了提高柔性体切割仿真中碰撞处理的运行效率,并解决切割影响变形计算稳定性问题,提出基于八叉树的柔性体切割仿真中碰撞算法的并行化实施方法.该方法使用基于链接体素和自适应八叉树网格的柔性体模型,前者用于描述物质的连接性和构造用于碰撞和图形显示的面网格,后者用于变形计算;在粗略碰撞阶段对八叉树网格构造空间Hash表并构造潜在碰撞对;在精细碰撞阶段根据体素中心的距离场值,使用考虑拓扑关系的距离场插值方法检测碰撞并计算入侵深度;柔性体之间的碰撞和自碰撞处理使用独创的多级检测和约简方法在GPU上运行,同时在CPU上使用多线程运行切割工具与柔性体的碰撞处理;切割算法切断被切割工具扫过的链接,重构切口附近的面网格,递归细分并复制被切割工具扫过的八叉树单元,并使用快速行进法更新距离场.仿真实验结果表明,与3个CPU线程的实现相比,文中GPU加速的柔性体碰撞和自碰撞算法可以将处理速度提高76%~215%;而与单个CPU线程的实现相比,3个CPU线程实现的切割工具与柔性体的碰撞算法可以将处理速度提高132%~190%.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张维忠	青岛大学计算机科学技术学院	19	90	6.0	8.0
2	潘振宽	青岛大学计算机科学技术学院	141	1359	21.0	30.0
3	贾世宇	青岛大学计算机科学技术学院	19	179	7.0	13.0
4	于晓康	青岛大学计算机科学技术学院	2	8	1.0	2.0