計算機(jī)動畫中碰撞檢測技術(shù)研究.pdf

1、計算機(jī)動畫是一個迅速發(fā)展的領(lǐng)域，它不僅可以將已經(jīng)存在的事物變?yōu)榭梢姷?，也可以將人為?chuàng)造的概念動態(tài)地表現(xiàn)出來。計算機(jī)動畫是一門涉及多學(xué)科的綜合技術(shù)，它以計算機(jī)圖形學(xué)三維造型的顯示為基礎(chǔ)，涉及圖像處理技術(shù)、攝影技術(shù)、繪畫技術(shù)、廣告創(chuàng)意、計算機(jī)視頻、視像與聲音的合成技術(shù)等。
　　 碰撞檢測技術(shù)是計算機(jī)動畫中基礎(chǔ)問題之一，其任務(wù)就是確定動畫場景中的兩個或多個物體彼此之間是否發(fā)生接觸或穿透，它也是許多其它學(xué)科中一個基礎(chǔ)的問題。精確的碰撞檢

2、測對提高動畫場景的真實性和實時性起著至關(guān)重要的作用。
　　 研究表明，多種碰撞檢測歸根到底都要進(jìn)行基本幾何元素的相交測試，基本幾何元素的相交測試是碰撞檢測數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的基本組成部分。而基本幾何元素大多是三角形或四面體，因此高效的三角形對相交測試對提高碰撞檢測算法效率，增強(qiáng)動畫場景中的真實感起著至關(guān)重要的作用。
　　 為提高碰撞檢測的速度，就必須減少三角形對相交測試的測試步驟和計算復(fù)雜度?；诖擞^點，本文提出了一種基于A

3、yellet算法的改進(jìn)算法，該算法從代數(shù)的角度出發(fā)，首先快速排除掉三角形對不相交或共面的兩種情況，然后計算三角形TA與三角形TB所在平面π2的相交線段，反過來計算三角形TB與三角形TA所在平面π1的相交線段，最后檢測這兩條線段是否有公共點，而不去計算這兩條線段相交點的具體坐標(biāo)。如果有公共點則三角形對相交，反之則不相交。該算法也可以應(yīng)用于類似的問題，如矩形對的相交測試，多邊形對的相交測試。實驗結(jié)果表明該算法均優(yōu)于現(xiàn)有的其它算法。
　

4、　 本文還提出了一種全新的三角形對相交測試的算法，該算法結(jié)合了支持向量機(jī)中的一類分類方法。首先使用核函數(shù)把其中一個三角形(記為Ta)訓(xùn)練成球心為a半徑為R的超球體，然后依據(jù)另一個三角形(記為Tb)上的某些點到超球體的球心a的距離di(i=1，2...，n)與R的關(guān)系，判斷這些點是否在超球體內(nèi)。如果Tb上有點在超球體內(nèi)，則斷定兩個三角形發(fā)生相交，反之則沒有。理論分析和實驗結(jié)果表明，該算法速度很快，效率較高，能夠滿足計算機(jī)動畫場景中的物體