基于虚拟现实的物理模拟实验系统设计

摘要

传统物理模拟实验系统中的图形碰撞检测算法存在一定的局限,计算量巨大,导致人机交互响应时间长,影响上课体验,因此设计一种基于虚拟现实的物理模拟实验系统.系统从硬件和软件两部分进行设计.硬件设计中,主要对数据采集过程中应用到的数据采集卡进行选型与设计.通过对采样速率、数据精度等参数进行综合考量,选择PCI?6009DAQ型号数据采集卡,并对接线端子进行分配说明.软件设计中,主要研究二维图形与三维图形的几何变换,分别分析变换矩阵与子矩阵的功能,优化碰撞检测算法,改变包围盒的类型与整体的层次包围盒结构树,增强对物体的紧密性且减少计算量.为了验证该文设计系统在性能上具有一定优越性,设计对比实验,实验结果表明,该文设计的系统与原有系统相比,人机交互响应时间平均能够缩短69.4％.