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【作品簡介】基于M2M實體引擎的3D太空桌球遊戲

1 項目背景

随着計算機軟硬體技術的飛速發展,碰撞檢測已經成為計算機圖形學和虛拟現實的一個基本問題,廣泛應用于CAD/CAM、計算機動畫、飛機和汽車駕駛模拟(Flight and vehicle simulators)、機器人、路徑和運動規劃(Path and motion planning)、裝配(Assembly)、虛拟制造(Virtual manufacturing)、實體仿真模拟、電腦遊戲等領域。

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1. 虛拟駕駛
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    圖 2. 實體仿真模拟 3. 虛拟制造

          過去,3D動态物體之間的碰撞檢測一直是計算機圖形學應用和虛拟仿真開發障礙和技術瓶頸。在本項目中,我們将利用M2M算法模型(Marco to Micro   Model)設計的碰撞檢測算法,結合簡易的實體引擎來模拟3D物體碰撞,最終制作成一款3D太空桌球遊戲。基于M2M的碰撞檢測算法是一種空間分解的碰撞檢測方法,它源于我們在研究中提出一種層次資料結構——M2M資料結構。相比于其他基于空間分解的資料結構,這個資料結構具有并行性、動态性等一些優勢,在解決多操作問題的時候,可以大大提高處理效率,特别适合未來計算機将要處的越來越複雜的實際問題。使用M2M碰撞檢測算法,我們不用再花費巨額費用采購大型工作站。  

2 國内外研究狀況

  近十年來,研究者提出了各種解決方案。從解決方法上看,碰撞檢測大緻可分為空間分解法和包圍盒法。空間分解法是把整個包含所有物體的空間分解成若幹個子空間,再通判斷這些物體是否占據相同的子空間排除一部分不會相交的物體,對于其子空間相交的物體作進一步的判斷處理。空間分解的實作方法有八叉樹等。包圍盒法是用一個或多個容易計算的多面體包圍空間裡的每一個物體,再通過判斷這些多面體是否相交排除一部分不會相交的物體,對于其包圍盒相交的物體作進一步的判斷處理。常見的包圍盒有AABB包圍盒、OBB包圍盒、k-DOP包圍盒等。為了進一步精确的包圍物體,各種樹結構如BSP樹、K-D樹、八叉樹等也被應用到對包圍盒的分解當中。

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圖4. 計算機遊戲                      圖5. 三維動畫

3 系統架構圖

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圖6 系統架構圖
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圖7 遊戲效果圖                         圖8 遊戲界面圖

更多遊戲界面:

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備注:2008年10月,本作品獲得

廣東省“文泰杯高校杯”軟體設計大賽

一等獎( 相關報道)

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