树随风动模拟中碰撞检测问题研究.pdf

论文题目：树随风动模拟中的碰撞检测问题研究 专 业：计算机应用技术 硕 士 生：高 程 （签字） 指导教师：李占利 （签字） 摘 摘 要要 摘摘 要要 随着计算机图形学的不断发展，以及电影、游戏领域对计算机模拟的需求不断增加， 对于自然景物的模拟已经成为了研究热点之一。在自然景物中，树木是其中的一类重要 组成部分。如今，对于树木的模拟已不仅局限于对其静态的仿真绘制，而且对其运动过 程的真实感要求也越来越高。而在树随风摆动的模拟过程中，必然会涉及到碰撞问题。 本文主要研究树随风动模拟过程中的碰撞检测以及后续的碰撞响应问题。 本文对树随风动模拟过程中的碰撞问题进行了详细的分析。当碰撞发生时，根据接 触点的位置不同，将碰撞问题分为五种情况，分别是：树枝之间的碰撞、树枝与地面的 碰撞、树叶之间的碰撞、树叶与地面的碰撞以及树叶与树枝之间的碰撞。在各类情况下， 对其碰撞条件分别进行推导，根据构建模型的不同，提出了基于不同几何模型的碰撞检 测算法。运用本文提出的算法和 OBB 包围盒算法，对树木模型的局部进行碰撞检 测实验，并对两种算法进行比较。实验表明，本文提出的算法在精确程度和运行 效率上，均优于 OBB 包围盒算法。在树随风动的模拟过程中，不仅需要对模型之间 进行碰撞检测，还需要对其进行碰撞响应。本文通过对发生接触的模型进行受力分析， 运用质点系冲量定理，进而计算出碰撞后物体的运动轨迹。实验表明，添加有效的碰撞 响应，可以使得模拟的动画过程更趋于真实性。 在 Visual C++开发环境下，结合 OpenGL 三维图形软件包，将本文提出的碰撞检 测算法及后续的碰撞响应添加至树随风动的模拟过程中，进一步提高了场景的真 实效果。 关 键 词：树；模拟；碰撞检测；碰撞响应 研究类型：应用研究 Subject : Research on Collision Detection of Tree Swaying in Wind Specialty : Computer Application Technology Name : Gao Cheng (Signature) Instructor: Li Zhanli (Signature) ABSTRACT With the development of computer graphics, the simulation of natural landscapes becomes a hot point of research due to the demands in movie making and game developing. Tree is one ki