虚拟手术三维碰撞检测新算法：基于方向包围盒层次树

"该资源是一篇发表于2007年6月《上海交通大学学报》的自然科学类论文，由谢凯和杨杰撰写。文章主要探讨了一种应用于虚拟手术的三维碰撞检测算法，旨在解决复杂物体间实时碰撞检测的难题。" 在虚拟手术模拟中，碰撞检测是至关重要的一个环节，它确保了手术过程中的器械和虚拟器官之间能够正确交互，避免不必要的错误。传统的碰撞检测方法虽然有效，但在处理复杂几何形状时往往效率较低。为克服这一挑战，作者提出了一种创新的基于方向包围盒层次树（Oriented Bounding Box Hierarchical Tree, OBB）的快速碰撞检测算法。 该算法通过简化几何模型来构建OBB层次结构，使得即使面对任意形状的多面体，也能高效地进行碰撞检测。OBB是一种三维空间中包围物体的有效数据结构，它可以更好地适应物体的形状，并在检测过程中减少不必要的计算。此外，为了进一步提升效率，论文还引入了三角形带压缩技术和方向包围盒技术。三角形带压缩技术可以减小存储和处理几何数据的开销，而方向包围盒技术则有助于加速碰撞检测阶段的图形渲染，使得整体性能得到提升。 关键词涵盖了碰撞检测的核心元素，包括算法设计、虚拟手术中的应用（以鼻部整形手术为例）、OBB技术以及假体模型的处理。中图分类号将其归类为计算机科学与技术类别，文献标识码A表明这是一篇原创性的学术研究。 这篇论文为虚拟手术领域的碰撞检测提供了一个高效的解决方案，通过优化的数据结构和压缩技术实现了复杂环境下的实时响应，对于推动医学模拟技术的发展具有积极的意义。