[发明专利]一种凸多边形碰撞的检测方法

说明书

本发明公开了一种凸多边形碰撞的检测方法，其方法包括：根据所获取的两个凸多边形的形心坐标数据和多边形边法线与形心连线向量的关系，计算得到两个凸多边形的支持点和潜在分离轴集合，利用爬山法对所述凸多边形的支持点和潜在分离轴集合进行计算，得到所述两个凸多边形的投影重叠长度，比较所述投影重叠长度的大小关系，得到最小移动距离，根据所述最小移动距离的数值是否为正值，确定所述两个凸多边形是否发生碰撞。本发明通过一种凸多边形碰撞的检测方法，快速且精确地对凸多边形进行碰撞检测。

技术领域

本发明涉及凸多边形碰撞检测的领域，尤其涉及一种凸多边形碰撞的检测方法。

背景技术

在电子游戏领域中，为达到足够真实，贴合现实世界的逻辑，正确地表现两个物体发生相互接触或碰撞的效果是十分常见的需求，能给予玩家更贴近真实的游戏体验。而在计算机软件生成的游戏场景中，物体通常用抽象的几何模型来表示(如顶点数组或者隐函数)，这些几何模型并没有附带现实世界的物理属性，因此在发生相向运动时，就有可能因不存在发生于真实世界的“碰撞”行为而发生互相穿透的现象，导致与真实世界的场景不符。因此要想在计算机中模拟真实世界的物体碰撞情况，对游戏场景中的物体(这些物体往往抽象为凸多边形)碰撞检测的研究显得尤为重要。

在发生物体移动的游戏场景下，由于物体移动位置是持续变化的，碰撞检测算法需要在程序的每一帧中运行，以进行实时检测，获得精确且尽可能真实的结果。因此，游戏场景中的碰撞检测算法存在对实时性和精确性的要求，其在每一帧中执行的耗时对程序整体运算性能会有重要影响，即，碰撞检测算法的性能很大程度上影响了整个程序的执行性能。

目前，游戏开发中的碰撞检测问题的解决方法可以按空间划分为基于图像空间和基于图形空间两大类。基于图像空间的算法由于本身依赖硬件的支持，其结果精确性依赖于图像的分辨率和采样频率，因此一直发展缓慢。基于图形空间的算法又可以分为基于场景空间剖分的算法、基于包围体树的算法和基于模型拓扑结构的算法。基于场景空间剖分和基于包围体树的碰撞检测算法则为了性能而降低了精度，在需要进行精确检测的游戏场景下难以满足要求。而基于模型拓扑结构的算法中，GJK算法在某些特定场景下，会因为物体的某种特殊形状而产生无穷循环，无法达到终止条件；而LC算法对于变速率的平动与转动物体的处理不尽理想，有一定几率发生漏检。传统SAT算法的算法复杂度为O(n²)，随凸多边形边数的增长，其检测性能会明显下降。

因此，为了快速且精确地对凸多边形进行碰撞检测，解决目前存在的在游戏中由于对多个动态的物体进行全局碰撞检测时需耗费较大量的计算资源的技术问题，亟需构建一种凸多边形碰撞的检测方法。

发明内容

本发明提供了一种凸多边形碰撞的检测方法，解决了目前存在的在游戏中由于对多个动态的物体进行全局碰撞检测时需耗费较大量的计算资源的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种凸多边形碰撞的检测方法，包括：

根据所获取的两个凸多边形的形心坐标数据和多边形边法线与形心连线向量的关系，计算得到两个凸多边形的支持点和潜在分离轴集合；

利用爬山法对所述凸多边形的支持点和潜在分离轴集合进行计算，得到所述两个凸多边形的投影重叠长度；

比较所述投影重叠长度的大小关系，得到最小移动距离；

根据所述最小移动距离的数值是否为正值，确定所述两个凸多边形是否发生碰撞。

可选地，根据所获取的两个凸多边形的形心坐标数据和多边形边法线与形心连线向量的关系，计算得到两个凸多边形的支持点和潜在分离轴集合，包括：

基于所获取的两个凸多边形的形心坐标数据，结合多边形边法线与形心连线向量的关系，计算得到所述两个凸多边形的可碰撞顶点序列；

遍历所述可碰撞顶点序列，得到所述两个凸多边形的支持点和潜在分离轴集合。