[发明专利]一种虚拟战场中精确命中检测及效应生成方法

摘要

本发明提供一种虚拟战场中精确命中检测及效应生成方法，其在模型几何建模阶段以模型的功能部件为单位，添加碰撞包围体，并构建内部关键部件的等效几何体作为碰撞代理，实现了几何外观模型和物理碰撞模型的分离，解决了层次化细节模型(LOD)技术带来的碰撞检测不一致的问题；同时在不增加模型多边形数量的条件下实现了对模型物理碰撞属性的部件级描述，为高效精确的命中检测提供了条件；本发明在碰撞检测阶段增加了对命中检测的特殊处理，以武器弹药的侵彻长度为基准，在其侵彻路径上，采用构建检测组和等效贯穿长度积分的方法，依次对部件的碰撞结果进行计算，实现了部件级的命中检测，解决了传统碰撞检测粒度过粗的问题。

主权项

1.一种虚拟战场中精确命中检测及效应生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在建模工具软件中采用标准的多边形建模方法为几何模型添加碰撞包围体和内部关键部件的等效几何体；步骤11，以几何模型的功能部件为单位创建碰撞包围体，所谓功能部件是指模型所表示的实际物体中具有某种功能，且该部件的损坏会造成物体功能的丧失或相应性能的下降；所述碰撞包围体为封闭的凸多面体，且与几何模型始终保持正向运动关系；步骤12，使用基本图元或基本图元的组合创建等效几何体，所述等效几何体的位置、形状和大小与内部关键部件保持一致；所谓等效几何体是指能够反映描述的内部关键部件的基本形状和位置的几何体，且与几何模型保持正向运动关系；步骤2，命名碰撞包围体为collision，等效几何体为hit，对步骤1定义的碰撞包围体和等效几何体添加物理属性；碰撞包围体用于碰撞检测，碰撞检测包括与地形、障碍物的碰撞、抛射的弹药的碰撞；等效几何体用于命中检测，命中检测指与抛射的弹药的碰撞；步骤3，分别为每个碰撞包围体和等效几何体添加材质类型、功能类型和性能权重，其中抵御贯穿的防护性通过材质类型来体现；功能类型用来描述部件对于整个模型的功用；性能权重用来描述部件的毁坏对于某一类功能的影响；步骤4，在计算机图形中上述几何模型、碰撞包围体和等效几何体均为网格对象，根据正向运动关系建立几何模型—碰撞包围体—等效几何体的层级结构，对几何模型、碰撞包围体和等效几何体进行唯一命名，对模型按照层级结构对进行保存，保留所有网格对象的物理属性和网格对象之间的层级关系；步骤5，碰撞检测处理：使用经典的层次包围盒碰撞检测方法对场景中所有材质为collision的碰撞包围体进行碰撞检测，得到发生碰撞的碰撞包围体对集合Φ＝{C1，C2，…Cn}，该集合的元素Ci包括一对碰撞包围体Ai和Bi、以及碰撞包围体Ai和Bi之间发生碰撞的撞击点Pi和撞击方向根据步骤1定义的包围体绑定的几何模型的名称判断Φ中是否存在抛射弹药的碰撞包围体，如果存在，说明有命中事件发生，进入步骤6命中检测处理；如果不存在，说明没有命中事件发生，执行一般的碰撞响应处理；步骤6，命中检测处理：步骤61，根据碰撞包围体对(Ai，Bi)获得对应的几何模型Oi和Ti，设抛射弹药为Oi，被命中物体为Ti，将步骤4建立的模型层级结构中在Ti层级以下且材质名为collision和hit的网格对象加入Oi的碰撞检测组Gi(gi1,gi2…gim)；步骤62，以碰撞点坐标Pi为原点，以为方向的射线PiVi，对碰撞检测组Gi(gi1,gi2…gim)作射线检测，获取Oi的侵彻路径上的第一个网格对象gij；步骤63，使用射线PiVi对gij作第一次射线检测，得到第一个碰撞点坐标Pi1(xi1，yi1，zi1)，在PiPi1的延长线上任取一点Pi'，且该Pi'与Pi1的距离大于gij的最大厚度，以Pi'为原点，为方向对gij作第二次射线检测，得到第二个碰撞点坐标Pi2(xi2，yi2，zi2)，则gij的等效厚度dij为： d i j = ( x i 1 - x i 2 ) 2 + ( y i 1 - y i 2 ) 2 + ( z i 1<