两级非渗透滤波在连续碰撞检测中的高效算法

"基于两级非渗透滤波的连续碰撞检测算法" 本文主要研究的是在高精度模型的物理仿真的碰撞检测领域，提出了一种创新性的连续碰撞检测算法，旨在提升检测效率并有效处理变形物体的碰撞问题。传统的碰撞检测方法往往在处理大量复杂几何形状时效率低下，尤其是在物体形变大时，可能导致误检或漏检。为解决这些问题，该算法采用了两级非渗透滤波策略。 首先，算法引入了额外的层次包围盒（Hierarchical Bounding Boxes，HBBs）作为第一级滤除机制。层次包围盒是将每个基本图元（如点、线段、多边形等）包裹在一个或多个包围盒中，形成一个层次结构。通过对这些包围盒进行相互比较，可以快速剔除那些明显不可能发生碰撞的基本图元对，极大地减少了后续计算量，提高了检测速度。 接下来，通过代数滤波器（Algebraic Filter）对经过第一级滤除后仍有可能发生碰撞的基本图元对进行低层剔除。代数滤波器是一种用于精细化碰撞检测的技术，它能够更精确地判断两个基本图元是否真正接触，尤其在处理物体形变时，能够过滤掉由于形变引起的虚假碰撞信号，从而保持检测的准确性。 在实际应用中，这种方法被证明是有效的。实验结果显示，该算法不仅能够在大量的图元对中准确检测出碰撞信息，还能够在物体发生大幅度形变时保持良好的滤波特性，避免了不必要的计算开销，提升了整个物理仿真的性能。 此外，这项研究得到了成都市科技项目、四川省动漫研究中心科研项目以及国家自然科学基金的支持，表明了其在学术界和工业界的潜在价值。论文作者吴婷婷和侯进分别作为硕士研究生和副教授，他们的研究方向涵盖了计算机图形学、服装仿真和虚拟现实，这为他们在碰撞检测领域的深入研究提供了扎实的理论基础和实践经验。 该论文提出的基于两级非渗透滤波的连续碰撞检测算法为高精度模型的物理仿真碰撞检测提供了一种高效且精确的解决方案，尤其在处理形变物体时表现出优越的性能，对于提升游戏、动画、机器人控制等领域的碰撞检测效率具有重要意义。