三维游戏中的碰撞检测算法研究（opengl）

摘? 要 随着计算机硬件性能的不断提高和软件技术的迅猛发展，科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实成为近几年在计算机图形学领域内三大活跃的发展方向。本文着重探讨基于OpenGL的三维场景，对当前主要的碰撞检测算法进行分析比较，阐明了层次包围盒算法和空间分割等常用算法的利弊。并详细分析和研究了OBB算法，在此基础上对OBB算法进行了改进和优化，极大提高了算法效率。 关 键 词：碰撞检测；OBB；OpenGL 目? 录摘? 要??? IABSTRACT??? II目? 录??? III1 绪论??? 41.1 课题的研究意义??? 41.2 论文的主要工作??? 42 3D碰撞检测的相关知识??? 42.1 OpenGL??? 42.2 碰撞检测??? 62.3 AABB包围盒??? 62.4 OBB包围盒??? 72.5 K-DOP包围盒??? 72.6 几种算法的比较??? 73 传统OBB算法??? 84 改进的OBB算法??? 95 实验结果与分析??? 105.1 运行环境??? 105.2 演示运行??? 115.2.1 程序运行??? 116 总结与展望??? 116.1 论文总结??? 116.2 进一步的工作??? 11致? 谢??? 11参考文献??? 127 1.1 课题的研究意义 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算几何、机器人和自动化、工程分析、计算机图形学、虚拟现实等领域都遇到了有关碰撞检测的问题，甚至成为其中的关键问题。在不同的领域有不同的碰撞检测算法，有的算法已经应用到实际中。总体上讲，进行碰撞检测的目的主要有三个：检测模型之间是否发生碰撞；报告发生或即将发生碰撞的部位；态的查询模型之间的距离等。碰撞检测的任务是确定两个或两个以上模型之间是否发生了接触或穿透。精确的碰撞检测不仅对提高虚拟环境的真实性、而且还对增强虚拟环境的沉浸感有着至关重要的作用，而虚拟环境自身的复杂性和实时性又对碰撞检测提出了更高的要求。 碰撞检测在3D游戏中至关重要，好的碰撞检测要求人物在场景中可以平滑移动，遇到一定高度内的台阶可以自动上去，而过高的台阶则把人挡住，遇到斜率较小的斜坡可以上去，斜率过大则把人挡住，在各种前进方向被挡住的情况下都要尽可能地让人物沿合理的方向滑动而不是被迫停下。在满足这些要求的同时还要做到足够精确和稳定，防止人物在特殊情况下穿墙而掉出场景。 1.2 论文的主要工作 论文的主要工作： 1.????? 学习和实践碰撞检测算法中的OBB包围盒算法。 2.????? 分析并研究OBB算法的优缺点，并加以改进。 3.????? 通过编程实现对OBB算法进行改进。