[发明专利]一种基于离散碰撞检测的借助法线修正位置的移动方法

说明书

本发明提供了一种基于离散碰撞检测的借助法线修正位置的移动方法，用于快速求得离散碰撞检测中移动位置的近似解，模型在移动中，若移动的终点位置可达，则路径中的任意位置必然可达；故模型在移动中发生碰撞时，对于每一个相交的图元，将模型沿该图元法线方向移动，使两者分离，若无法分离则按二分等方法倒退。该方法在执行过程中，不断逼近终点位置的精确值，以实现对碰撞位置的修正。

技术领域

本发明涉及计算机图形学实时渲染技术领域，尤其涉及一种基于离散碰撞检测的借助法线修正位置的移动方法。

背景技术

碰撞检测主要用于检测不同模型之间的相交情况，并以此为基础进行物理现象的模拟。实时渲染领域中，现有的动态碰撞检测算法依据其性质可分为离散碰撞检测与连续碰撞检测。

离散碰撞检测中，主要考虑将时间分为离散的时刻，在每个时刻模拟模型发生的运动，检测运动后模型间的碰撞情况，并进行相应处理。因此离散碰撞检测可能会漏过部分高速物体间的碰撞，或当一个物体在连续的两个时间点之间位移较大时可能会穿过墙壁或其他物体。并且由于其碰撞后检测的特性，需要校准碰撞点位置，其记录的碰撞时间也并不精准。

连续碰撞检测中，主要在模型发生运动之前预测其运动轨迹，并结合各模型的运动轨迹进行计算。离散碰撞检测不会出现模型之间互相穿透的现象，保证了碰撞时间与碰撞位置计算的准确性，但算法复杂度高，较难满足实时性的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题之一或者至少部分地解决上述任一问题的基于离散碰撞检测的借助法线修正位置的移动方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种基于离散碰撞检测的借助法线修正位置的移动方法，其特征在于，已知移动模型M，移动方向S，步幅t，计算移动一步的终点时，包括以下步骤：S1：记临时变量t₀＝0、t₁＝t、t′＝t；S2：将移动模型M向移动方向S的方向移动距离t′，得到下一位置M′；S3：判断下一位置M′是否与障碍物碰撞，如果下一位置M′与障碍物碰撞，则t₁＝t′，将与下一位置M′碰撞的障碍物存入C，执行S4；如果下一位置M′与障碍物未碰撞，则t₀＝t′，执行S6；S4：判断C中障碍物是否出现重复，如果未出现重复，则执行S5；若出现重复，则清空C，执行S6；S5：根据与下一位置M′碰撞的图元的法线，修正下一位置M′，执行S3；S6：如果大于阈值，则执行S2，如果不大于阈值，算法结束。

其中，步幅t根据精度与速度的要求进行确定。

其中，C中障碍物根据精度与速度的要求进行确定，包括但不限于：全部模型、部分模型、空间数据结构中的某个子空间、模型的包围盒和模型的图元。

其中，根据与下一位置M′碰撞的图元的法线，修正下一位置M′包括：确定每一个与当前下一位置M′碰撞的图元，图元法线反方向一侧下一位置M′中顶点与图元的最大距离值；确定与图元法线同向的方向；根据最大距离值和方向，确定向量B；累加所有与下一位置M′碰撞的图元所对应的B得到B_total；修正下一位置M′＝M′+B_total。

其中，阈值的范围为大于0小于1，根据精度与速度的要求进行确定，用于精度控制。

其中，如果为重力计算，移动方向S为重力方向。

由此可见，本发明实施例提供的基于离散碰撞检测的借助法线修正位置的移动方法，模型在移动中，若移动的终点位置可达，则路径中的任意位置必然可达；故模型在移动中发生碰撞时，对于每一个相交的图元，将模型沿该图元法线方向移动，使两者分离，若无法分离则按二分等方法倒退，在执行过程中，不断逼近终点位置的精确值，可以快速求得离散碰撞检测中移动位置的近似解。

附图说明