基于多运动对象的OBB碰撞检测研究

摘要

近几年,3D游戏产业已从国外逐步走向国内市场,且发展势头趋于猛进。很多大公司都已转手投资游戏产业,希望在市场上能够赢得一席之地,毕竟这是个新兴产业,在国内还处于初期发展阶段。不过,在国家政策的调控下,政府也在积极努力的推动国内游戏产业的发展,虽然还是处于初期发展阶段,但随着国内大量资金的投入,相关技术也在不断的突破,游戏在仿真效果上也有了一定的提高。一款游戏的成败可能受很多方面的影响,比如故事情节设计,玩法上的设计等,但在技术上,影响一款游戏成败的重要因素就是碰撞检测,所以碰撞检测也就成为在虚拟现实中的一个研究热点。
　　 碰撞检测已经研究了很多年了,很多学者提出了很多种方法,但具有使用性的方法却非常有限,因为越精确的碰撞检测就越复杂,往往不能满足实时性的要求,从而不能在实际应用当中广泛应用。而OBB碰撞检测精确性较其他包围盒要好,但其复杂度要复杂的多,经实验测试,直接将OBB包围盒的相交测试应用在多运动对象的系统中,会导致碰撞检测时间会呈现二次函数增长趋势,会对渲染系统造成较大影响。
　　 为了提高OBB碰撞检测在多运动对象检测中的实时性,降低其两两碰撞检测的时间复杂度,本文的具体研究方法如下:第一,分析常用碰撞检测算法的一些优缺点,并对其进行比较,发现OBB包围盒的分离轴检测之前可以先用简单快速的判断方法去除部分不会碰撞的物体,这样可以减少部分的OBB分离轴检测时间。第二,针对多运动对象的特征,层次包围盒树结构不在适用,因为多个慢运动对象时刻都在运动着,OBB层次树的更新操作无法满足实时性,或者说在实时渲染时会频繁进行树的重建,增加检测的耗时,会导致渲染效率的低下,对此本文将采用区域划分技术,以八叉树及链表结构来实现检测过程中的运动体位置信息的更新,以此来提高检测时对运动体的遍历效率,进一步排除不会碰撞的物体,进而降低多运动对象之间的碰撞检测时间,提高实时性。通过实验测试,经过上述的改进,在粗略阶段,通过八叉空间划分及球的剔除后,已排除了大量的不相交的运动对象,致使多运动对象之间的OBB碰撞检测的时间复杂度呈现一个缓慢的增长趋势,消耗较之原有OBB碰撞检测逐一对象的遍历有着较低的时间消耗。针对球体测试的优化虽然能够降低部分的时间开销,但只是常量级的降低了时间开销,在实际应用中,需要融合到树结构中,才能够满足现实需求。