[发明专利]一种应用于遥操作三维视景仿真的三角形相交检测方法

摘要

本发明公开了一种应用于遥操作三维视景仿真的三角形相交检测方法，针对三维图形模型精细碰撞检测，提出了一种新型三角形相交测试算法。与传统三角形相交测试算法相比，本发明不存在交换两三角形进行重新计算的步骤，从而能够通过重用同一三角形的计算结果节省大量计算工作，从整体上提高三维图形模型精细碰撞检测的速度。

主权项

一种应用于遥操作三维视景仿真的三角形相交检测方法，其特征在于，设两个三维空间的任意三角形ΔP1P2P3和ΔQ1Q2Q3，其顶点P1、P2、P3和Q1、Q2、Q3均为逆时针顺序，其中，三角形ΔP1P2P3为包围手抓模型的三角形面片，ΔQ1Q2Q3为包围手抓模型操作对象的预测模型的三角形面片，具体检测方法包括以下步骤：步骤一：建立计算坐标系以ΔP1P2P3的顶点P1为原点，p1与p2分别为两个基向量，建立x*y*平面，其中p1＝P2‑P1，p2＝P3‑P1；p1、p2及其法向量p1×p2构成坐标系x*y*z*的三个基向量，计算[p1 p2 p1×p2]的逆矩阵为[p1 p2 p1×p2]‑1，遍历预测模型的三角形面片；步骤二：顶点坐标变换设ΔQ1Q2Q3的顶点Qi在坐标系x*y*z*下的坐标为Qi*，则：Qi*=Qix*Qiy*Qiz*=p1p2p1×p2-1(QixQiyQiz-P1)]]>其中1≤i≤3代表三个顶点，Qix、Qiy、Qiz表示Qi的三个分量，表示Qi*的三个分量；步骤三：判断ΔQ1Q2Q3与ΔP1P2P3所在平面的位置关系判断Qi*的z*分量其中1≤i≤3：若三个值均为0，则ΔQ1Q2Q3与ΔP1P2P3共面，返回两三角形共面标识，继续遍历目标模型的三角形面片，执行步骤二；若三个值均同号，则ΔQ1Q2Q3与ΔP1P2P3不相交，返回两三角形不相交标识，继续遍历目标模型的三角形面片，执行步骤二；若仅有一个值为0而其余值同号，则ΔQ1Q2Q3与ΔP1P2P3不相交，返回两三角形不相交标识，继续遍历目标模型的三角形面片，执行步骤二；若有两个值为0，则ΔQ1Q2Q3与ΔP1P2P3不相交，返回两三角形不相交标识，继续遍历目标模型的三角形面片，执行步骤二；若存在两个值异号，则ΔQ1Q2Q3与ΔP1P2P3所在平面相交，执行步骤四；步骤四：计算ΔQ1Q2Q3与ΔP1P2P3所在平面的交点如果的符号不同于和令原来的Q2*为Q1*，Q3*为Q2*，Q1*为Q3*；如果的符号不同于和令原来的Q3*为Q1*，Q1*为Q2*，Q2*为Q3*；设ΔQ1Q2Q3两条边Q1Q2、Q1Q3所在直线与ΔP1P2P3所在面的交点分别为则I1*=x1*y1*=Q1x*Q1y*+t1Q2x*-Q1x*Q2y*-Q1y*]]>I2*=x2*y2*=Q1x*Q1y*+t2Q3x*-Q1x*Q3y*-Q1y*]]>其中步骤五：交线段与ΔP1P2P3的相交判定判断的坐标关系：若则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3相交，结束相交检测；若则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3相交，结束相交检测；若则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3相交，结束相交检测；若则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3相交，结束相交检测；若则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3相交，结束相交检测；若则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3相交，结束相交检测；若则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3相交，结束相交检测；若均不符合以上七项条件，则ΔP1P2P3与ΔQ1Q2Q3不相交，返回两三角形不相交标识，继续遍历目标模型的三角形面片，执行步骤二。