[发明专利]使用剪切的实时碰撞检测

说明书

技术领域

本发明涉及计算机系统；更具体的，本发明涉及图形硬件。

背景技术

在三维(3D)图形中的碰撞检测是确定两个对象是否彼此接触的过程， 所述对象通常是包含相链接的多边形(如三角形)的刚性体。这通常是通 过使处理器执行某种算法来计算一个对象的三角形是否与另一个对象的三 角形在空间上冲突而实现的。尽管存在对这个问题的多种方案，但所有标 准解决方案都使用处理器来执行计算，所述计算包括使用诸如八叉树之类 的空间数据结构测试对象与对象的碰撞，随后进行一系列几何计算来评估 其包围体积(bounding volume)显示为是交叉候选的那些对象的多边形与 多边形碰撞。

当在诸如中央处理单元(CPU)的处理器中实施时，用于碰撞检测的 这些常规方案会占用相当多的计算资源，尤其是在3D游戏环境中，计算资 源在进行诸如物理计算之类的专用于CPU的任务或执行人工智能例程时会 得到更有效的使用。此外，通过在CPU中而不是在诸如图形处理单元(GPU) 的专用图形处理器中执行碰撞检测，常规方案不能够利用由现代图形纹理 采样硬件支持的硬件图元。

附图说明

包含在该说明书中并组成其一部分的附图示出了与本发明原理一致的 一个或多个实现方式，并与本发明的描述一起解释了这些实现方式。附图 不一定是按比例绘制的，其重点是说明本发明的原理。在附图中，

图1示出了3D渲染引擎的一个实施例；

图2是示出碰撞检测的一个实施例的流程图；

图3是示出产生最远的特征图(farthest feature map)的一个实施例的 流程图；

图4-8示出了可用于论述图2和3的过程的多个方案的实施例；以及

图9示出了根据本发明的一些实现方式的系统。

具体实施方式

描述了用于碰撞检测的一种机制。在以下本发明的详细描述中，阐述 了许多特定细节，以便提供对本发明的透彻的理解。然而，对于本领域技 术人员显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实现本发明。在 其它实例中，公知的结构和设备以框图形式显示，而不是详细进行显示， 以便避免模糊对本发明的理解。

在说明书中的指代“一个实施例”或“实施例”意思是结合该实施例 所描述的具体的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在 说明书中多个位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全都指代相同的 实施例。

图1是示出3D渲染引擎100的一个实施例的框图。引擎100包括碰撞 检测机制102、纹理采样器104和纹理存储器106。在其它实施例中，3D 渲染引擎可以包括其它组件(例如，细分微面单元(tessellation unit)，顶点 着色器(vertex shader)，等)。然而，在图1并未示出这些组件，以便不模 糊本发明的实现方法。

引擎100还包括像素着色器(pixel shader)108，像素着色器108可以 用于将机制102耦合到纹理采样器104。此外，尽管图1示出了一个纹理采 样器104，但本领域技术人员会认识到，在不背离所要求保护的发明的范围 和精神的情况下，可以实现一个以上的纹理采样器和/或将其耦合到碰撞检 测机制102和/或存储器106。

在一个实施例中，碰撞检测机制102包括检测例程，该检测例程包括 可以用于检测对象间碰撞的软件和/或固件的任何组合。因此，机制102可 以给纹理采样器104提供一个或多个查询索引。可替换地，机制102可以 给着色器108提供一个或多个查询索引，且着色器108可以将这些索引传 送到纹理采样器104。

采样器104随后可以使用这些索引来访问存储在纹理图的相应纹理地 址处的距离数据，所述纹理图保存或存储在纹理存储器106中，如以下会 详细解释的。本领域技术人员会认识到，机制102可以包括由3D图形应用 程序(未示出)产生的碰撞检测内核，该3D图形应用程序在支持引擎100 的计算系统上执行。可替换地，机制102可以包括由像素着色器108产生 的碰撞检测内核。本领域技术人员还会认识到，可以互换地使用术语：对 象(object)、几何体(geometry)、多边形(polygon)、体(body)和多面 体(polyhedron)。