《核电站虚拟建造系统》中碰撞检测响应处理的技术实现.docx

?

?

《核电站虚拟建造系统》中碰撞检测响应处理的技术实现

?

?

刘亚峰

摘要：本文着重描述了核电站虚拟建造系统中相机漫游时碰撞检测、碰撞响应处理的技术实现。根据相机的初始位置、行进方向、行进步长构造射线方程，先与物体边界体进行粗的碰撞检测，有碰撞再进行与物体的各个面进行细的碰撞检测，以及碰撞发生后的响应处理。碰撞检测时，构造检测面的平面方程，根据空间几何学直线与平面的相交测试知识，与构成的射线方程进行求交，以及应用仿射射坐标系分解的方法判断交点是否在三角形内，来检测是否有碰撞发生。

关键词：碰撞检测、响应处理、帧、轴对齐包围盒、射线（直线）方程、平面方程、法向量、相交测试

中图分类号：O313.4文献标识码：A文章编号：

Abstract:thispaperdescribesthenuclearpowerstationbuiltsystemofvirtualcamerawhenroamingcollisiondetection,collisionresponseprocessingtechnicalimplementation.Accordingtothecamerasinitialposition,movingdirection,anddotheprogresslongtectonicraysequation,firstandobjectboundarybodyroughcollisiondetection,acollisionwitheachobjectagainfacethincollisiondetection,andafteracollisionoccurstheresponseoftheprocessing.Collisiondetection,thetectonicdetectionplaneequation,accordingtodimensionalgeometrylinesandplanesintersecttestofknowledge,andthecomposingoftherayintersectionequation,andapplicationofaffineshootcoordinatesystemdecompositionofintersectionmethodintrianglewhetherjudgeinside,totestwhetherthereisacollision.

Keywords:collisiondetection,responseprocessing,frame,shaftalignmenttheboundingbox,ray(linear)equation,planeequation,lawvector,theintersectionofthetest

1、引言：

核電站虚拟建造系统，是对核电站实际建造施工过程的计算机模拟和预演,以实现施工中的事前控制和动态管理。它涉及到虚拟现实技术、仿真技术、优化技术、建模技术和核电建造信息管理技术。而在系统的具体实施中，核心问题是场景管理、碰撞检测、碰撞响应处理的实现及其优化，而实现过程预演、问题发现、场景漫游等的关键就是碰撞。在本文中，笔者主要论述了在《核电站虚拟建造系统》中碰撞检测、响应处理的技术实现。

2、系统架构

本系统采用的是典型的多层C/S架构。选择的图形库是OpenGL，以动态链接库（DLL）形式调用；开发工具为VisualC++6.0，基于MFC应用框架；数据库选用Oracle9i，数据库接口为ADO。

3、设计思路

所有模型、基本场景用3DMAX进行建模，生成3DS格式文件；工程信息、管理信息、场景信息、模型信息、系统维护信息等放入数据库；建立客户端程序，完成场景生成、模型场景装入、显示、交互、漫游及图片、视频、报表等的生成、输出。

4、关键技术

系统实施中，需要处理的技术问题包括数据库访问、报表生成；3DS文件的装入、生成；场景动态生成、管理；用户交互；图片、视频生成、输出；动画生成、演示；场景实时漫游；碰撞检测、碰撞响应处理；性能优化等。在这里，只讨论其中碰撞检测、碰撞响应及其优化的技术实现。

5、碰撞检测

决定两个物体何时发生交互作用的过程称为碰撞检测，有两种典型的碰撞检测算法，其一：检测发生在一个运动物体与周围环境中静止的几何体之间的碰撞；其二：检测发生在两个都可能运动的物体之间的碰撞。

在该系统中，实现场景实时漫游时