New Geometric Data Structures for Collision Detection and Haptics

با شروع با الگوریتم‌های جدید برای به‌روزرسانی بهینه سلسله‌مراتب حجم محدود اجسامی که تحت تغییر شکل‌های دلخواه قرار می‌گیرند، نویسنده یک ساختار داده جدیدی ارائه می‌دهد که برای اولین بار امکان محاسبه حجم نفوذ را فراهم می‌کند. حجم نفوذ مربوط به جابجایی آب در ناحیه همپوشانی است و بنابراین با نیروی فیزیکی با انگیزه و پیوسته مطابقت دارد. عملی بودن رویکردهای مورد استفاده با تحقق برنامه های کاربردی جدید در زمینه رباتیک و لمسی، از جمله یک مطالعه کاربر که تأثیر درجات آزادی را در تعاملات لمسی پیچیده ارزیابی می کند، نشان داده شده است. ساختارهای داده هندسی جدید برای تشخیص برخورد و هپتیک با پیشنهاد یک مجموعه محک زنی منبع باز بسته می شود که عملکرد و کیفیت پاسخ برخورد را ارزیابی می کند تا مقایسه عادلانه الگوریتم های تشخیص برخورد مختلف را تضمین کند.< /p>

در زمینه‌های گرافیک کامپیوتری، شبیه‌سازی‌های مبتنی بر فیزیکی، انیمیشن‌های کامپیوتری، روباتیک و لمسی، تشخیص برخورد یک مشکل اساسی است که هر بار که با اشیاء مجازی تعامل می‌کنیم، به وجود می‌آید. برخی از چالش‌های باز مرتبط با تشخیص برخورد عبارتند از: مدیریت اجسام تغییر شکل‌پذیر، محاسبه پایدار اطلاعات تماس فیزیکی قابل قبول، و فرکانس‌های بسیار بالا که برای رندر لمسی مورد نیاز است. ساختارهای داده هندسی جدید برای تشخیص برخورد و هپتیک راه حل های جدیدی برای همه این چالش ها ارائه می دهد و منبع ارزشمندی برای محققان و دست اندرکاران تشخیص برخورد در لمس، رباتیک و گرافیک کامپیوتری و انیمیشن خواهد بود. دامنه ها.

Starting with novel algorithms for optimally updating bounding volume hierarchies of objects undergoing arbitrary deformations, the author presents a new data structure that allows, for the first time, the computation of the penetration volume. The penetration volume is related to the water displacement of the overlapping region, and thus corresponds to a physically motivated and continuous force. The practicability of the approaches used is shown by realizing new applications in the field of robotics and haptics, including a user study that evaluates the influence of the degrees of freedom in complex haptic interactions. New Geometric Data Structures for Collision Detection and Haptics closes by proposing an open source benchmarking suite that evaluates both the performance and the quality of the collision response in order to guarantee a fair comparison of different collision detection algorithms.

Required in the fields of computer graphics, physically-based simulations, computer animations, robotics and haptics, collision detection is a fundamental problem that arises every time we interact with virtual objects. Some of the open challenges associated with collision detection include the handling of deformable objects, the stable computation of physically-plausible contact information, and the extremely high frequencies that are required for haptic rendering. New Geometric Data Structures for Collision Detection and Haptics presents new solutions to all of these challenges, and will prove to be a valuable resource for researchers and practitioners of collision detection in the haptics, robotics and computer graphics and animation domains.