混合层次包围盒碰撞检测算法：FDH与AABB的结合

"该资源是一篇2007年的工程技术论文，主要介绍了一种基于混合层次包围盒（Mixed BVH）的快速碰撞检测算法。该算法结合了固定方向凸包（FDH）和沿坐标轴方向的包围盒（AABB），以提高复杂形状刚体的实时碰撞检测效率。论文作者包括刘晓东、姚兰、邵付东和王颖，来自西安交通大学电子与信息工程学院。" 在计算机图形学和游戏开发中，碰撞检测是关键的技术之一，用于模拟物理世界的交互。传统的碰撞检测方法可能会遇到性能瓶颈，尤其是在处理大量复杂形状的刚体时。为了解决这一问题，这篇论文提出的混合层次包围盒（Mixed BVH）算法融合了两种不同的包围盒结构——固定方向凸包（FDH）和沿坐标轴方向的包围盒（AABB）。 固定方向凸包（FDH）是一种优化的包围盒技术，它能更紧凑地包围物体，减少不必要的碰撞检查。而沿坐标轴方向的包围盒（AABB）则简单易计算，适用于快速筛选可能有碰撞的物体。论文中提到的算法首先在预处理阶段为每个待检测物体构建FDH包围盒树，这有助于减少空间搜索的复杂性。随后，在逐步细化的过程中，算法遍历这棵树以进行初步碰撞检测，有效地减少了候选碰撞对的数量。 接下来，算法通过建立AABB包围盒来快速设置视域参数，这一步进一步优化了碰撞检测的效率。在实际渲染物体的同时，精确的交集计算得以同步进行，从而实现碰撞检测的实时性。这种方法充分利用了图形硬件的计算能力，显著提高了检测速度。 论文通过实验验证了该算法的有效性，结果显示相比于经典的RAPID和RECODE算法，检测速度分别提升了约17%和20%，表明了混合层次包围盒算法在处理形状复杂的刚体碰撞检测时具有更高的性能和实时性。 关键词涉及到实时检测、层次包围盒、固定方向凸包以及刚体碰撞，表明了这篇论文的研究焦点集中在提升实时碰撞检测的效率，特别是对于那些几何形状复杂、动态变化的物体。这篇工作对游戏开发、虚拟现实和模拟仿真等领域有着重要的应用价值。