虛擬手術(shù)中自碰撞檢測算法研究.pdf

1、自碰撞檢測是虛擬手術(shù)仿真中的重要問題，自碰撞檢測的效率是影響虛擬仿真應(yīng)用真實(shí)感和沉浸感的重要因素。本文對(duì)自碰撞檢測算法進(jìn)行了深入的研究，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 首先對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)和自碰撞檢測方法的發(fā)展與現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，并對(duì)自碰撞檢測常用的幾種空間分割方法：均勻空間分割、八叉樹分割和BSP樹分割進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，對(duì)這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行了比較分析。 均勻空間分割方法與內(nèi)含對(duì)象的幾何特性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化無關(guān)，可以用

2、于變形對(duì)象的自碰撞檢測，但自碰撞檢測的特性使直接使用均勻空間分割法效率較低。本文根據(jù)虛擬手術(shù)中自碰撞檢測的特性，對(duì)均勻分割方法進(jìn)行了優(yōu)化，主要包括以下幾個(gè)方面：根據(jù)模型基本對(duì)象尺度自動(dòng)計(jì)算單元格尺寸；采用空間散列方法，通過哈希函數(shù)將單元格映射到哈希表中，減少內(nèi)存占用；通過曲率測試減少單元格內(nèi)不必要的鄰接基本對(duì)象間的相交測試。 隨后，將所提出的方法應(yīng)用到虛擬手術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)中，該方法可以適應(yīng)不同的手術(shù)工具，有較好的通用性，是解決復(fù)雜環(huán)