- NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT TÍNH TOÁN VA CHẠM TRONG THỰC TẠI ẢO. - Chương 1: Khái quát về động học và bài toán mô phỏng tính toán va chạm trong thực tại ảo. - Lý thuyết về va chạm. - Bài toán mô phỏng tính toán va chạm trong thực tại ảo. - Tổng quan một số phương pháp phát hiện va chạm. - Ứng dụng và tầm quan trọng của phát hiện va chạm. - Chương 2: Một số kỹ thuật phát hiện va chạm. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào hộp bao AABB. - Phát hiện va chạm giữa hai hộp bao AABB. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào hộp bao OBB. - Phát hiện va chạm giữa hai hộp bao OBB. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào khối bao cầu. - Phát hiện va chạm giữa hai khối bao cầu. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào hộp bao elip. - Phát hiện va chạm. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào hộp bao đa diện lồi (k-Dop. - Phát hiện va chạm sử dụng BVH. - Hình 2.3: Hợp nhất và kiểm tra va chạm giữa AABB và OBB. - Hình 2.4: Phát hiện va chạm giữa 2 hộp bao AABB. - Hình 2.8: Kiểm tra va chạm giữa 2 OBB. - Hình 2.11: Hợp nhất và kiểm tra va chạm giữa 2 khối bao cầu. - Error! Bookmark not defined.35 Hình 2.13: Hai khối cầu xảy ra va chạm. - Do đó việc tìm hiểu xây dựng các đối tượng và các kỹ thuật phát hiện va chạm của các đối tượng trong Thực tại ảo là một công việc cần thiết.. - Chính vì vậy giải pháp sử dụng máy tính để mô phỏng các vụ va chạm này là rất cần thiết.. - Nội dung của luận văn đề cập đến vấn đề phát hiện va chạm và một số kỹ thuật được sử dụng để phát hiện va chạm trong thực tại ảo. - Có nhiều phương pháp khác nhau để phát hiện va chạm giữa các đối tượng chuyển động trong thực tại ảo, một số cách tiếp cận tập trung vào tốc độ xử lý, một số khác thì xem độ chính xác là vấn đề chính. - Lin và đồng nghiệp [7] phân loại phương pháp dựa trên việc sử dụng loại mô hình hình học, trong khi Jimenez và đồng nghiệp [6] quan tâm đến quá trình va chạm. - Bài viết tổng hợp một số nghiên cứu phát hiện va chạm trong những năm gần đây. - Tìm hiểu về lý thuyết va chạm và bài toán phát hiện va chạm.. - Tìm hiểu một số kỹ thuật phát hiện va chạm trong thực tại ảo.. - Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về lý thuyết va chạm và bài toán phát hiện va chạm. - Các ứng dụng quan trọng trong việc phát hiện va chạm;. - Đưa ra cái nhìn tổng quan về một số kỹ thuật phát hiện va chạm phổ biến hiện nay.. - Chương 2: Nghiên cứu một số kỹ thuật phát hiện va chạm phổ biến dựa trên khối bao và kỹ thuật phân cấp khối bao dựa trên các khối bao cơ sở.. - Chƣơng 1: Khái quát về động học và bài toán mô phỏng tính toán va chạm trong thực tại ảo. - Chính vì vậy việc phát hiện va chạm giữa các đối tượng là hết sức quan trọng.. - Lý thuyết về va chạm 1.3.1.1. - Va chạm là một hiện tượng thường gặp trong đời sống và trong kỹ thuật.. - Các loại va chạm. - Trong thực tế không có va chạm nào được xem là tuyệt đối đàn hồi. - Ví dụ va chạm giữa các trái bi trên bàn bi –da.... - Để mô phỏng chính xác các tương tác vật lý, các nhà nghiên cứu quan tâm tới hai vấn đề lớn: một là việc xác định chính xác va chạm giữa các đối tượng . - hai là quá trình xử lý tương tác động học khi các đối tượng đó va chạm với nhau [5]. - Phát hiện va chạm là một trong những vấn đề trọng tâm của mỗi hệ thống thực tại ảo, các đối tượng trong hệ thống thực tại ảo có những chuyển động của riêng nó. - Tổng quan một số phƣơng pháp phát hiện va chạm. - Phát hiện va chạm [6][7] là việc giải quyết bài toán có hay không sự va chạm giữa các đối tượng trong môi trường thực tại ảo. - Để phát hiện va chạm giữa hai đối tượng một cách chính xác ta kiểm tra từng mặt của đối tượng này có cắt một mặt nào đó của đối tượng kia hay không. - Vì vậy, để giải quyết vấn đề này hầu hết các hệ thống đều sử dụng phương pháp gần đúng để phát hiện va chạm [6]. - BV được sử dụng hầu như trong tất cả các cơ chế phát hiện va chạm hiện nay. - Cách tiếp cận này sẽ chia khung cảnh thành các vùng và kiểm tra va chạm nếu các đối tượng nằm cùng một vùng không gian. - Các lĩnh vực của phát hiện va chạm nhận được nhiều sự chú ý và được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.. - Các kỹ thuật phát hiện va chạm cũng rất hữu ích cho robot lái xe trên đường gặp các chướng ngại vật xung quanh.. - Mô phỏng: mô phỏng càng chính xác với đời thực càng tốt vì vậy các đối tượng di chuyển phải có sự va chạm.. - Chƣơng 2: Một số kỹ thuật phát hiện va chạm. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào hộp bao AABB 2.1.1. - Hình 2.3: Hợp nhất và kiểm tra va chạm giữa AABB và OBB 2.1.3. - Hai hộp bao AABB không va chạm nếu xảy ra một trong các điều kiện sau:. - Hộp bao này rất đơn giản, dễ tạo ra và kiểm tra, phát hiện va chạm cũng rất dễ dàng. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào hộp bao OBB 2.2.1. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào khối bao cầu 2.3.1. - Khối bao dạng này rất dễ tạo ra và rất đơn giản trong các thao tác kiểm tra va chạm. - Hình 2.11: Hợp nhất và kiểm tra va chạm giữa 2 khối bao cầu 2.3.2. - Giải quyết vấn đề va chạm giữa 2 khối cầu có vẻ đơn giản hơn. - Để tính toán chính xác thời gian xảy ra va chạm chúng ta chỉ cần giải một phương trình đơn giản sau.. - Dsc = khoảng cách từ điểm bắt đầu và điểm xảy ra va chạm T = TimeStep.. - Vậy thời gian xảy ra va chạm (Tc) sẽ là:. - Như vậy, thời gian xảy ra va chạm chính xác phải là 0.5 giây. - [Điểm va chạm. - Kiểm tra tất cả các khả năng va chạm nếu có. - Tính điểm giao trên hình cầu khi chúng sẽ va chạm với mặt phẳng.. - Tính điểm giao trên mặt phẳng khi hình cầu va chạm với mặt phẳng.. - Lưu thông tin va chạm.. - Khi thuật toán kết thúc, chúng ta sẽ lưu thông tin về điểm va chạm gần nhất (nếu có), những thông tin này là cần thiết để xử lý phản hồi sau va chạm (response).. - Kỹ thuật phát hiện va chạm dựa vào hộp bao đa diện lồi (k-Dop). - không thực tế với một hệ thống mô phỏng đòi hỏi độ chính xác cao, khi phát hiện va chạm phải trả một chi phí thời gian lớn.. - Ngoài các phương pháp phát hiện va chạm ở phần trên thì thuật toán phát hiện va chạm tăng hiệu quả bằng cấu trúc dữ liệu không gian như BVH. - Clark [22] đề xuất một thuật toán biểu diễn các đối tượng ảo trong hệ phân cấp để phát hiện va chạm giữa các đối tượng một cách nhanh chóng. - Cây cân bằng (Balance tree): tạo ra một hệ thống phân cấp cây cân bằng cho đối tượng là một nhiệm vụ quan trọng trong phát hiện va chạm để cải thiện tốc độ. - tượng nhưng chủ yếu dùng trong bài toán phát hiện va chạm một cách chính xác.. - Mô hình dưới đây mô tả thuật toán cơ bản cho việc phát hiện va chạm giữa hai BVH.. - Nếu không có va chạm giữa 2 nút cha. - Dừng và thông báo “Không có va chạm”. - Nếu có va chạm giữa bất kỳ nút con nào thì. - Thông báo “Có va chạm”. - Ngược lại bỏ qua và thông báo “Không có va chạm”. - BVH được chứng minh là phương pháp hiệu quả nhất để phát hiện va chạm (Sulaiman và đồng nghiệp năm 2009. - T: tổng thời gian để phát hiện va chạm - N v : số cặp khối bao kiểm tra giao nhau. - Trong phát hiện va chạm thì kỹ thuật sử dụng khối bao hay được sử dụng nhiều hơn so với các kỹ thuật khác. - Khi hai khối bao không giao nhau thì các đối tượng được chứa trong khối bao không thể va chạm. - Thời gian mỗi khi đối tượng xảy ra va chạm được lưu lại và so sánh với thời gian xảy ra va chạm khi sử dụng kỹ thuật kiểm tra từng mặt. - Kỹ thuật này xác định va chạm bằng cách kiểm tra vét cạn tất cả các mặt của đối tượng này có giao với một mặt nào của đối tượng. - Báo cáo đã tiến hành thực nghiệm và sử dụng kết quả thu được là thời gian mỗi khi đối tượng va chạm với mặt đất. - Thời gian của các lần va chạm với các thuật toán khác nhau được thể hiện trong bảng.. - Hình 3.5: Đối tượng va chạm với mặt sàn. - Kết quả thực nghiệm cho thấy: kỹ thuật phát hiện va chạm sử dụng duy nhất một khối bao cầu có sai số lớn nhất. - mô phỏng với độ lệch sau 8 lần va chạm là nhỏ nhất với 0.23 giây. - Sai số trong lần va chạm cuối cùng là 0.06 giây.. - Như vậy, đối với bài toán mô phỏng động học kỹ thuật phát hiện va chạm dựa trên phân vùng không gian cho kết quả tốt, mặt khác thỏa mãn tính thời gian thực trong quá trình mô phỏng.. - Luận văn trình bày một số kỹ thuật phát hiện va chạm áp dụng cho bài toán mô phỏng động học. - Cùng với sự phát triển của công nghệ mô phỏng, việc phát hiện va chạm đối với các đối tượng có hình dạng thay đổi thường xuyên như chất lỏng, chất khí, vải, lụa