[发明专利]基于混合层次包围盒的快速碰撞检测方法

摘要

本发明公开了一种虚拟环境中基于层次包围盒的碰撞检测方法，适用于虚拟装配以及三维地表建模领域。包括：(1)构建AABB‑OBB混合层次包围盒树；(2)对不同层次包围盒树中的节点中的包围盒进行相交测试；(3)检测不同层次包围盒树叶子节点中的三角形是否相交。本发明利用外层AABB包围内层OBB的特性，在外层AABB相交情况下，内层的OBB之间的相交测试只需检测特定的5条分离轴，可以大大减少包围盒相交测试的时间。最后在方法的基本图元相交测试阶段，利用OBB之间相交测试所计算的中间值代替三角形的坐标值，省去了不同模型中的三角形坐标变换这一步骤也提升了碰撞检测的效率。

主权项

1.一种基于混合层次包围盒的快速碰撞检测的方法，其总体特征在于，包括下列步骤：第一步，构建混合层次包围盒树(BVH)：采用自顶向下的方法为虚拟环境中的每个模型构建层次包围盒树，树的结构为二叉树，树的每个节点中包含外层的AABB信息、内层的OBB信息以及包含的三角形的坐标信息，包围盒的计算顺序为先计算OBB后计算AABB。第二步，包围盒之间的相交测试：对不同层次包围盒树的节点中的包围之间进行相交测试，首先对根节点中的外层AABB进行相交测试，若AABB之间分离，则直接判断模型之间分离，反之对内层的OBB进行相交测试，根据外层AABB相交的结果可以简化OBB之间的相交测试只进行5条分离轴的相交测试，若判断OBB之间也相交则用其中一个节点的全部子节点与另外一个节点进行相交测试，直到层次包围盒树均遍历到叶子节点。第三步，三角形相交测试：在第二步中不同层次包围盒树中叶子节点中AABB以及OBB都相交的情况下，我们对其中的所包含的三角形进行相交测试，测试时用OBB的相关信息代替三角形的坐标值。