[发明专利]一种基于接口标记的三维模型碰撞检测方法

说明书

本发明公开了一种基于接口标记的三维模型碰撞检测方法，在3D积木虚拟搭建软件中，用户选中一个或多个积木在底板上任意移动和放置，或去拼接其他积木，从而搭建出独特的3D模型或场景，在积木移动放置和拼接的过程中，采用基于接口标记的3D积木碰撞检测方法，判断被选中积木在该位置是否跟其他积木发生碰撞，从而决定被选中积木是否可以放置或拼接其他积木，如果发生碰撞，将不可以放置在该位置或与其他积木拼接。本发明可以适用各种形状不同的3D积木模型，使用人工标记碰撞检测接口的方法，替代使用积木3D模型自带的网格碰撞器，耗费计算资源更少，并且碰撞检测更灵活和精确。

技术领域

本发明涉及三维模型虚拟搭建软件技术领域，特别涉及一种基于接口标记的三维模型碰撞检测方法。

背景技术

近年来，随着社会的迅速进步和人民生活水平的提高，积木教育作为一种新兴的教育方式被越来越多的家长与孩子所接受。积木作为一项艺术创作活动，是益智玩具中的经典，其最大的特点就在于自己动手实现创意。积木通过不同的组合可以千变万化，孩子需要在手部肌肉运用的基础上，根据脑海或现实中的表象选择不同的积木以不同的方式连接起来，最终整合自己的积木作品。这不仅能满足孩子想象力和任意组合搭建的结构特性，更能很好的锻炼孩子的认知、动手、创造能力。由于实体积木数量众多，一次性全部购买成本过高，3D积木虚拟搭建软件应运而生，它允许用户使用不同积木组合拼接搭建出独特的积木模型，可以赋予积木不同的颜色和贴图，生成积木模型的搭建步骤，渲染积木模型效果图分享给朋友，最后还可以根据模型的积木清单去商城下单购买实体积木。积木厂商可以通过3D积木虚拟搭建软件进行宣传推广，吸引用户安装软件和购买实体积木，同时组织积木教育活动或相关比赛。

3D积木虚拟搭建软件的一个技术难点在于积木在移动拼接过程中的碰撞检测，以决定移动积木能否在该位置放置或拼接。现有三维模型碰撞检测方法主要使用积木3D模型的网格碰撞器来检测碰撞的进入或离开。由于积木模型的复杂性，导致积木3D模型的渲染面数众多，直接使用网格碰撞器会导致计算机的资源被严重占用，当场景积木数量达到一定级别后，软件会出现操作缓慢，出现明显卡顿现象。同时部分3D引擎在检测碰撞触发时，由于网格碰撞器过于复杂，渲染凸面过多，它会替代使用积木的边界框去检测碰撞触发，这导致碰撞检测不够精确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于接口标记的三维模型碰撞检测方法，可以适用各种形状不同的3D积木模型，使用人工标记碰撞检测接口的方法，替代使用积木3D模型自带的网格碰撞器，耗费计算资源更少，并且碰撞检测更灵活和精确。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种基于接口标记的三维模型碰撞检测方法，包括以下步骤：

(a)人工标记积木接口，并进行接口分类；包括：使用立方体标记积木可以拼接的接口，根据接口是否会形成阻挡，将积木拼接接口分为实类型接口和虚类型接口；其中：实类型接口指所有会形成阻挡的接口类型的集合，虚类型接口指所有不会形成阻挡的接口类型的集合；

(b)积木接口触发器检测积木触发碰撞进入，记录被碰撞接口信息，维护碰撞接口列表；具体包括：积木接口触发器检测积木触发碰撞进入，判断触发碰撞的是接口后，接着判断是否属于被选中积木，若不属于被选中积木，根据发生碰撞的积木接口边界框重叠部分体积与较大接口体积的比值是否大于设定阈值来判断两个接口是否发生碰撞，进而维护碰撞接口列表；

(c)积木接口触发器检测积木触发碰撞离开，维护碰撞接口列表；具体包括：积木接口触发器检测积木触发碰撞离开，判断触发碰撞的是接口后，接着判断是否属于被选中积木，若不属于被选中积木，获取两个接口类型，并从相应类型接口碰撞列表中删除对应接口信息；