融合包围盒智能算法的虚拟场景碰撞检测研究

• 作者: 惠学武 孟祥宇
• 来源期刊: 计算机仿真
• 关键词: 虚拟场景 包围盒策略 双层二叉树 粒子群优化 碰撞检测
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 仿真应用研究
• 页码范围: 209-213
• 页数: 5页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-9348.2021.07.046

摘要

在虚拟仿真过程中,准确高效的完成模型空间碰撞检测是一项技术难点.针对不断复杂化的虚拟场景,提出了一种融合包围盒智能算法.考虑到虚拟场景的变换特性,使包围盒对场景内模型具有良好的适应性,利用模型在xyz坐标平面的投影倾角和紧密度来确定使用AABB或者OBB.AABB包围盒在矢量方向存在厚度,为避免三角面片计算时对效率产生影响,设计了一种无厚度优化AABB包围盒,用以快速排除非相交模型.OBB包围盒具有更好的方向优势,但是OBB包围盒容易产生方向倾斜,于是对OBB包围盒的分布问题进行优化.为防止存在结构差异的AABB与OBB结合后拉低遍历速度,设计了双层二叉树结构来降低遍历深度.碰撞检测过程可转换为包围盒内部模型采样特征点的寻优,于是引入粒子群算法进行迭代.通过仿真,得到算法的帧计算时间为0.025ms,帧更新占比为2.481％,每帧树节点为317,碰撞检测的平均时间为15.69ms.结果 表明算法显著压缩了空间和时间消耗,有效提高了虚拟场景碰撞检测的效率,同时具有良好的检测准确性.