摘要：鉴于现有装配干涉检测方法仅限于利用包围盒排除不干涉的对象,提出轴向包围盒和方向包围盒的十字相交判断方法,使得基于包围盒即可检测出零件在平移过程中产生的硬干涉关系,从而有效缩短检测时间。利用基于扩展结构的层次包围盒逐渐逼近且紧密包覆几何模型、排除不可能干涉的零件并进行包围盒十字相交判断,可大幅度减少干涉检测的运算量并提高算法效率。基于包围盒十字相交判断与层次包围盒,提出面向零件平移的装配干涉检测算法和流程。在AeroAssem装配设计系统中实现了该方法,通过在装配干涉矩阵生成中的实例验证分析,说明所提方法是有效的和精确的,可广泛应用于装配规划与仿真等设计任务中。

摘要：平面线段相交是计算几何的基本问题之一,通常采用基于包围盒过滤规则的平面扫描方法求解.但这些过滤规则没有利用算法执行过程中线段有效部分逐渐缩短的性质,导致候选集和冗余计算增加.通过量化包围盒的主对角线斜率,并使量化后的包围盒逐渐缩小,提出更加严格的渐缩规整包围盒过滤规则.实验数据表明,相比于包围盒过滤规则,文中提出过滤规则的候选集和计算量平均分别减少16%和14%.

摘要：为在屏幕上合适的位置、以合适的视角显示三维装配诱导信息,提高诱导信息的信息量和立体感,提出一种基于零部件CAD特征包围盒模型的装配诱导信息自适应显示方法,包括屏幕显示区域自适应选择算法和最优视点选择算法.在屏幕显示区域自适应选择算法中,首先将屏幕区域划分成栅格,然后计算CAD特征包围盒顶点的屏幕坐标,并判断各屏幕栅格是否被包围盒占用,最终将屏幕上未被包围盒占用的最大连通区域作为屏幕非焦点区域,用于显示诱导信息.在最优视点选择算法中,利用CAD特征包围盒模型提出了一种综合考虑视图投影面积和立体特性的视点信息度量算子.实验结果表明,文中方法能够实现三维装配诱导场景屏幕显示区域及视点的在线选择,具有一定的智能性和通用性.

摘要：为了解决水稻群体动态生长模拟过程中叶片间碰撞检测效率较低的技术问题,该文利用水稻叶片抛物线的形态结构特性以及CPU/GPU硬件加速特性,提出了水稻叶片混合层次包围盒树(mixed level tree,MLT)快速构造方法以及基于CPU/GPU的群体叶片快速相交检测方法。提出了新的OBB包围盒方向轴计算方式,降低了OBB包围盒构建的复杂度,在此基础上,利用单株叶片之间、群体叶片之间碰撞检测计算关系的依赖性,设计了CPU/GPU加速方案,并使用CUDA在Tesla 40加速卡上实现。对分蘖期大规模水稻群体叶片进行了效率对比试验,结果表明,水稻群体规模从2 000株增长到10 000株的过程中,本文提出的基于MLT的碰撞检测方法耗时是传统的AABB方法耗时的50%,是OBB方法耗时的30%,有效地提升了叶片之间的碰撞检测速度;同时,基于CPU的碰撞检测方法耗时呈线性增长,而利用CPU/GPU并行加速耗时相较于在CPU上的运行时间节省了98%,大幅度提升碰撞检测效率。该研究可为虚拟作物可视化仿真提供参考。

摘要：基于包围盒的碰撞检测算法是一类重要的碰撞检测算法。文章比较了几种常用的包围盒碰撞检测算法;给出了OBB包围盒的计算算法及其改进和修正算法;包围盒树的建立算法;包围盒的重叠测试和基于包围盒的碰撞检测算法;最后以OBB验证了该类算法的有效性,正确性和鲁棒性。

摘要：针对复杂虚拟场景,提出一种基于混合层次包围盒的快速碰撞检测算法。考虑到包围盒构造的低效性问题,提取物体凸体来近似代替物体模型,减少了参与包围盒计算的顶点数量,可以在保持包围盒紧密性的同时,降低包围盒构造时间。设计了一种新的Sphere-AABB-OBB混合层次包围盒结构,可先利用外层Sphere包围盒和AABB包围盒快速排除不相交的模型,再对内层OBB包围盒进行相交检测,从而提高相交检测效率。实验表明,在复杂虚拟场景下,上述算法显著减少了包围盒构造时间和包围盒相交检测时间,有效提高了虚拟场景碰撞检测的效率。

摘要：包围盒构建是虚拟装配中降低碰撞检测复杂性的一种有效方法。针对X3D环境中Box组件默认创建轴对齐包围盒(axis aligned bounding box,AABB)的不足,研究了该环境下方向包围盒(oriented bounding box,OBB)的创建方法。通过计算欧拉角,结合Transform组件,实现该环境下OBB包围盒的构建。为了提高X3D环境中包围盒的构建效率,提出一种基于AABB与OBB混合式自适应包围盒生成算法,增加了对物体倾斜程度的判断,使其能够根据三维模型几何特征,自适应选择AABB方法或OBB方法构造包围盒。研究结果表明,当夹角阈值设定为15°时,该算法使整个茶壶包围盒生成总时间比纯OBB方法减少5.61%,总体积比纯AABB方法减少1.53%。该算法同时结合了AABB包围盒生成速度快和OBB包围盒紧密性好的特点,是一种有效的包围盒构建算法。

摘要：汉字分割是脱机手写体汉字识别预处理的重要部分,改进了基于笔画包围盒的汉字分割算法。根据方向行程长度提取出汉字的笔画,对所得笔画建立包围盒。使用4 种基本合并操作得到汉字的粗略的分割。最后使用动态规划的方法实现汉字的精细分割。实验结果表明,该算法较好地解决了汉字分割中的笔画粘连和重叠问题。

摘要：光线投射算法作为经典的像序体绘制算法被广泛应用于医学领域。针对光线投射算法在手术模拟中绘制速度慢、不能满足实时交互操作要求的问题,结合各学者提出的各种改进算法的优点,提出了一种基于最大熵阈值分割和包围盒划分的体绘制加速算法,算法通过二维最大熵阈值分割、包围盒划分、八叉树数据格式存储最大限度地滤去无效体素,从而提高了光线投射算法绘制速度。实验结果表明,提出的改进算法与传统光线投射算法相比在绘制速度上可以提高3倍以上,基本满足了实时绘制的要求。

摘要：常规游戏虚拟场景碰撞检测方法由于缺乏对包围盒的简化处理,导致碰撞检测效率较低。对此,提出基于包围盒和二叉树的游戏虚拟场景碰撞检测方法。首先,通过对协方差矩阵进行求解,对包围盒的方向进行判定,在此基础上根据原始虚拟物体的几何边缘构建出轴向包围盒。并采用二叉树原理,对轴向包围盒存储结构进行简化,从而减少待测节点的数量。最后通过计算随机包围盒的中心点距离,对包围盒的相交情况进行判定,从而实现碰撞检测。测试结果表明,采用提出的方法对游戏虚拟场景中的物体进行碰撞检测时,该算法的平均碰撞检测时间始终低于0.8 ms,具有较高的检测效率。