基于有限质点法和空间分割技术的平面固体接触碰撞行为分析

1

作者 刘艳 江利平 +3 位作者 黄君宁 刘志伟 廖飞 喻莹 《汕头大学学报(自然科学版)》 2025年第3期17-31,共15页

本文提出了一种基于有限质点法(Finite Particle Method,FPM)与BSP树(Binary Space Partitioning Tree)空间分割技术相结合的平面固体接触碰撞行为分析方法.FPM作为一种基于向量力学的结构分析方法,已在处理强非线性和不连续行为的结构... 本文提出了一种基于有限质点法(Finite Particle Method,FPM)与BSP树(Binary Space Partitioning Tree)空间分割技术相结合的平面固体接触碰撞行为分析方法.FPM作为一种基于向量力学的结构分析方法,已在处理强非线性和不连续行为的结构分析中展示了显著优势.本文通过引入BSP树空间分割技术和全局和局部相结合的接触搜索算法,结合防御节点法处理接触力计算,从而实现对平面固体接触碰撞行为的高效分析.通过建立平面固体接触碰撞模型,推导了接触力计算公式,并开发了相应的计算程序.与Abaqus的计算结果对比表明,本文方法在平面结构接触碰撞行为分析中具有较高的准确性.BSP树在接触搜索中相较传统网格方法使接触搜索阶段计算时间降低约65%,总计算时间减少超过20%.此外,通过对碰撞系统的能量分析,深入探讨了固体碰撞过程的演化机制,为理解接触碰撞行为提供了新的数值分析方法. 展开更多

关键词 有限质点法 bsp树 接触碰撞 防御节点法 能量守恒

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于BSP树的块体快速填充算法在矿山三维储量计算中的应用 被引量：3

2

作者 杨成杰 翁正平 张夏林 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第11期89-92,共4页

生成块体模型是矿山三维储量计算中首先要解决的问题。针对传统方法效率低下及精度差的问题,提出了一种基于BSP树结构的三维块体模型快速填充算法。该算法适合于复杂矿体及地形约束下大数量级块体的生成,已成功应用于多个矿山的三维储... 生成块体模型是矿山三维储量计算中首先要解决的问题。针对传统方法效率低下及精度差的问题,提出了一种基于BSP树结构的三维块体模型快速填充算法。该算法适合于复杂矿体及地形约束下大数量级块体的生成,已成功应用于多个矿山的三维储量计算中,结果表明了该算法具有高效、准确、适用性强等特点。 展开更多

关键词 bsp树 块体模型 三维储量计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

简化球体的BSP剖分结构的快速碰撞检测 被引量：2

3

作者 于晓霞 沈志刚 《信息化纵横》 2009年第5期69-72,75,共5页

在动态场景中,碰撞检测遇到的最明显的问题就是需要对N个物体对进行两两求交测试,其时间复杂度达到O(N2)。提出了一种简化球体的BSP剖分结构的快速碰撞检测算法。首先用一种调度算法估计BSP树开始失衡的地方,再用一种策略来选择分割面,... 在动态场景中,碰撞检测遇到的最明显的问题就是需要对N个物体对进行两两求交测试,其时间复杂度达到O(N2)。提出了一种简化球体的BSP剖分结构的快速碰撞检测算法。首先用一种调度算法估计BSP树开始失衡的地方,再用一种策略来选择分割面,新结构在表示动态场景中不需要重新构建树,而是在保持树的平衡和合理的高度的同时通过自身的调节来达到更新。 展开更多

关键词 碰撞检测 动态场景 bsp树

在线阅读 下载PDF 职称材料

BSP树与格网划分相结合的数字城市三维模型组织方法 被引量：1

4

作者 车德福 张春丽 杜海鹰 《矿山测量》 2019年第4期81-84,共4页

日益增长的数字城市三维模型实时可视化显示需求对海量三维模型的高效组织与调度提出了很高的要求,文中基于前人研究成果提出空间分区二叉树(BSP树)与格网划分相结合的数字城市三维模型组织方法,并基于Unity3D采用视点相关的多线程动态... 日益增长的数字城市三维模型实时可视化显示需求对海量三维模型的高效组织与调度提出了很高的要求,文中基于前人研究成果提出空间分区二叉树(BSP树)与格网划分相结合的数字城市三维模型组织方法,并基于Unity3D采用视点相关的多线程动态调度策略进行了实践应用验证,结果表明该方法高效、可靠,能够满足海量数字城市三维模型的动态可视化与空间分析的需要。 展开更多

关键词 bsp树 格网划分 三维模型 UNITY3D

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于深度缓存和BSP树技术的表面消隐技术研究

5

作者 张雷 王悦 雷玉常 《电脑开发与应用》 2012年第7期5-8,共4页

主要介绍了两种消隐技术,深度缓存算法是通过两个缓存来实现的,其中的一个是用来存放颜色的颜色缓存器,而另一个是用来存放深度的深度缓存器。BSP就是二叉空间分区树,将视景中要显示的多边形或者实物,使用二叉树的原理组织成一种数据结... 主要介绍了两种消隐技术,深度缓存算法是通过两个缓存来实现的,其中的一个是用来存放颜色的颜色缓存器,而另一个是用来存放深度的深度缓存器。BSP就是二叉空间分区树,将视景中要显示的多边形或者实物,使用二叉树的原理组织成一种数据结构,通过这种数据结构存储多边形(实物)。 展开更多

关键词 bsp树 深度缓存算法 表面消隐 油画算法 逆油画算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于BSP树的启发式阴影生成算法 被引量：2

6

作者 刘恒 江南 魏楠 《计算机仿真》 CSCD 2006年第6期220-223,共4页

阴影的生成在虚拟现实领域一直是个难题,特别是针对动态光源的大规模场景,目前还没有较成熟的阴影算法。通过对现有阴影生成算法和场景组织算法的研究,该文提出了基于二维空间分割树(BSP树)的启发式阴影生成算法:首先创建场景BSP树,随... 阴影的生成在虚拟现实领域一直是个难题,特别是针对动态光源的大规模场景,目前还没有较成熟的阴影算法。通过对现有阴影生成算法和场景组织算法的研究,该文提出了基于二维空间分割树(BSP树)的启发式阴影生成算法:首先创建场景BSP树,随着观察者视点的改变,选取视剪裁体内的节点创建以光源为视点的遮挡体BSP树,然后通过对该BSP树的遍历拣选出阴影启发区内的物体,经过处理后BSP树只留下一些生成阴影必要的多边形大大减少了计算量,最后能够快速生成阴影。 展开更多

关键词 阴影 二维空间分割树 启发式

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于BSP树的三维场景渲染方法研究 被引量：1

7

作者 乔云婷 张弘 《渭南师范学院学报》 2014年第15期86-89,共4页

BSP树在计算机图形学中应用于视点运动三维场景显示的计算.一般BSP树以递归的方式对平面进行分割,但实际应用的三维场景复杂度较高,也就使得树的复杂度非常高,预处理时间长.文章针对三维场景模型渲染速度慢的问题,基于空间BSP树的理论基... BSP树在计算机图形学中应用于视点运动三维场景显示的计算.一般BSP树以递归的方式对平面进行分割,但实际应用的三维场景复杂度较高,也就使得树的复杂度非常高,预处理时间长.文章针对三维场景模型渲染速度慢的问题,基于空间BSP树的理论基础,通过引入包围体的方法使场景中的物体能够快速实现空间二分树划分,进而提高渲染速度.通过实验比较直接渲染和包围体渲染的速度,验证了引入包围体能够缩短预处理时间,提高场景的渲染速度. 展开更多

关键词 bsp树 三维场景 分割平面 渲染方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

点云数据压缩中的边界特征检测 被引量：40

8

作者 钱锦锋 陈志杨 +1 位作者 张三元 叶修梓 《中国图象图形学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2005年第2期164-169,共6页

点云数据压缩是逆向工程产品建模中必要的数据预处理手段之一。常见的数据压缩算法未考虑点云边界数据点的保留问题,因此在大比例压缩过程中会出现边界数据丢失的情况从而破坏了数据的完整性。为此,提出了一种利用点云数据小邻域内点的... 点云数据压缩是逆向工程产品建模中必要的数据预处理手段之一。常见的数据压缩算法未考虑点云边界数据点的保留问题,因此在大比例压缩过程中会出现边界数据丢失的情况从而破坏了数据的完整性。为此,提出了一种利用点云数据小邻域内点的相邻关系来检测边界特征点的算法。该算法能检测出点云数据的内、外边界特征点,同时对边界上的点进行排序,检测出边界特征点中的过渡点,最后构建点云轮廓的边界多边线。该算法不仅能满足在点云数据压缩过程中检测并保留边界特征点的要求,而且生成的边界多边线也为后面的3维模型重建奠定了基础。 展开更多

关键词 点云数据 边界特征 算法 数据点 维模型 数据丢失 压缩 保留 常见 法能

在线阅读 下载PDF 职称材料

矢量剪切技术在地质三维建模中的应用 被引量：11

9

作者 杨成杰 吴冲龙 +1 位作者 翁正平 张夏林 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期419-422,共4页

三维地质建模方法是地学三维模拟与可视化系统的核心和难点。基于BSP树的矢量剪切的原理及算法,提出了利用矢量剪切技术快速构建复杂的地质体开挖模型,可视化表达地质体内部信息的方法,并以地质开挖工程及三维地层分析为例,验证了算法... 三维地质建模方法是地学三维模拟与可视化系统的核心和难点。基于BSP树的矢量剪切的原理及算法,提出了利用矢量剪切技术快速构建复杂的地质体开挖模型,可视化表达地质体内部信息的方法,并以地质开挖工程及三维地层分析为例,验证了算法的高效性和实用性。 展开更多

关键词 矢量剪切 实体模型 三维建模 bsp树 地质分析

原文传递

数字人切片数据的硬件加速体绘制 被引量：6

10

作者 王少荣 贾富仓 +2 位作者 孙晓鹏 刘丽艳 李华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期1997-2002,共6页

实现了一个PC平台下的体绘制硬件加速算法,并对中国数字人、美国可视化人数据集进行可视化.预处理去除图像背景时,将图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间,然后对Cb分量进行Otsu阈值化处理,用生成的二值图像作为掩码图像去除背景.为支... 实现了一个PC平台下的体绘制硬件加速算法,并对中国数字人、美国可视化人数据集进行可视化.预处理去除图像背景时,将图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间,然后对Cb分量进行Otsu阈值化处理,用生成的二值图像作为掩码图像去除背景.为支持任意大小的体数据,采取了分块策略,并使用BSP树组织数据块,以生成正确的绘制顺序.此外还设计了一种基于图像的CIELUV颜色空间L分量的梯度向量场的传输函数,并取得了良好的绘制效果. 展开更多

关键词 体绘制 中国数字人 可视化人bsp树 梯度向量场

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种改进的点在多边形内外判断算法 被引量：18

11

作者 李楠 肖克炎 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第5期30-34,共5页

为解决多边形内外算法中BSP树退化为链表的问题,提出一种改进的点在多边形内外的判断算法。在构建水平扫描线的BSP树之前,对水平扫描线按照Y值进行排序,将排好序的水平扫描线按照二分法的顺序插入到BSP树中,其查找时间复杂度为O(lbn)。... 为解决多边形内外算法中BSP树退化为链表的问题,提出一种改进的点在多边形内外的判断算法。在构建水平扫描线的BSP树之前,对水平扫描线按照Y值进行排序,将排好序的水平扫描线按照二分法的顺序插入到BSP树中,其查找时间复杂度为O(lbn)。实验结果表明,该算法在不增加BSP构建时间复杂度的前提下,能够保证BSP树的查找效果总是最优的,且简单易行,具有较好的通用性。 展开更多

关键词 bsp树 平衡二叉树 任意简单多边形 二分查找 快排序

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Director的交互式虚拟仿真系统 被引量：7

12

作者 古成中 吴新跃 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期282-285,共4页

针对虚拟仿真系统的开发,设计了一套新方案.该方案利用软件Director M X的多种插件及其集成语言L ingo实现虚拟仿真系统的交互式操作,在满足一般性交互操作要求的同时避免使用OpenGL和C语言编程,大大降低了系统开发的复杂度.结合插件Ha... 针对虚拟仿真系统的开发,设计了一套新方案.该方案利用软件Director M X的多种插件及其集成语言L ingo实现虚拟仿真系统的交互式操作,在满足一般性交互操作要求的同时避免使用OpenGL和C语言编程,大大降低了系统开发的复杂度.结合插件Havok研究了碰撞检测原理,根据实际虚拟仿真系统精度要求演变了BSP树分割法. 展开更多

关键词 虚拟仿真 交互 碰撞检测 bsp树

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维场景漫游中碰撞检测问题的研究与实现 被引量：5

13

作者 张唯 刘修国 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第19期67-69,176,共4页

碰撞检测问题是三维场景漫游的技术难点。论文在对国内外已有碰撞检测算法进行分析比较的基础上,针对三维城市景观系统的数据特点,提出了基于回避三角形分割的二叉空间分割算法的碰撞检测算法。经实践证明,该算法对于场景漫游过程中产... 碰撞检测问题是三维场景漫游的技术难点。论文在对国内外已有碰撞检测算法进行分析比较的基础上,针对三维城市景观系统的数据特点,提出了基于回避三角形分割的二叉空间分割算法的碰撞检测算法。经实践证明,该算法对于场景漫游过程中产生的碰撞问题,可以进行快速有效地检测。 展开更多

关键词 bsp 树碰撞检测 虚拟现实技术 空间剖分

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于混合数据结构的实时GPU光线跟踪算法 被引量：2

14

作者 谢智歌 熊岳山 +1 位作者 陈长波 王彦臻 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第12期232-236,共5页

研究真实感图像的问题,光线跟踪算法是生成真实感图形的主要算法之一。为了解决光线跟踪算法计算量大、效率低下、对动态场景处理能力不足的问题,采用图形处理器(graphics processing unit,GPU)统一编程架构,提出了一种新的基于计算统... 研究真实感图像的问题,光线跟踪算法是生成真实感图形的主要算法之一。为了解决光线跟踪算法计算量大、效率低下、对动态场景处理能力不足的问题,采用图形处理器(graphics processing unit,GPU)统一编程架构,提出了一种新的基于计算统一设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)编程模型的结合层次包围体(Bounding Volume Hierarchies,BVH)和kd-tree的光线跟踪方法,首先对场景进行启发式的层次包围体分割,随后在每一个层次包围体上做启发式的k维二叉树(k-dimensional tree,kd-tree)剖分,这样就形成了一种新的空间划分,有利于建立高效的空间数据结构,提高光线与场景物体的求交速度。新设计的算法易于扩展到动态场景的光线跟踪,而且具有更快的渲染速度,有利于在应用系统中集成和扩展。实验结果验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 光线跟踪 二叉树 层次包围体 图形处理器

在线阅读 下载PDF 职称材料

求k邻域的体素栅格算法研究 被引量：4

15

作者 董洪伟 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第21期52-56,共5页

给定一个度量空间中的一组数据点集,k邻域问题在于对于某个数据点求出按照该空间的距离度量离数据点最近的k个数据样本。目前主要有2种方法,一种是基于立方体分割形成的三维立方体体素索引数组的体素栅格(CG(CellGrid)方法,另一种方法... 给定一个度量空间中的一组数据点集,k邻域问题在于对于某个数据点求出按照该空间的距离度量离数据点最近的k个数据样本。目前主要有2种方法,一种是基于立方体分割形成的三维立方体体素索引数组的体素栅格(CG(CellGrid)方法,另一种方法是基于树索引结构的方法如kd-Tree等。论文主要研究经典CG方法及解决其内存消耗过多问题的两个改进方法:排序体素栅格(SCG)方法和投影体素栅格(PCG)方法。CG、SCG、PCG算法采用了改进的搜索方法,避免了传统CG算法[2-4]可能得到错误k邻域的问题。对三种算法的时空性能进行了分析比较,给出了相应的实验比较数据。 展开更多

关键词 k最近邻域 bsp树 KD树

在线阅读 下载PDF 职称材料

几种面消隐算法的比较 被引量：5

16

作者 马自萍 马金林 《科技信息》 2008年第2期69-71,共3页

本文就目前现有面消隐算法进行了分类,对每类算法特点进行了总结。从每种算法本身的特点、消隐空间、排序效率和对场景的限制这几方面,重点分析比较了几种常用的面消隐算法。

关键词 消隐 Z-buffer算法 扫描线算法 画家算法bsp算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维模型的布尔运算研究 被引量：4

17

作者 崔新友 李东亮 《科技信息》 2010年第15X期28-29,共2页

研究了三角形表面模型的布尔运算。传统的CSG算法是基于基本实体的布尔运算进行的,对于由三角形或多边形描述的表面模型的复杂模型运算则十分困难。通过构建模型的BSP树,利用BSP树的空间分割能力,把参与运算的模型分割成两部分,然后,根... 研究了三角形表面模型的布尔运算。传统的CSG算法是基于基本实体的布尔运算进行的,对于由三角形或多边形描述的表面模型的复杂模型运算则十分困难。通过构建模型的BSP树,利用BSP树的空间分割能力,把参与运算的模型分割成两部分,然后,根据交、并、差各种布尔运算,组合分割后的结果,实现了不规则三维模型的布尔运算。 展开更多

关键词 CSG bsp树 布尔运算

在线阅读 下载PDF 职称材料

大规模室外场景漫游中入口问题的研究 被引量：2

18

作者 宋晓宇 冯开平 许素霞 《现代计算机》 2007年第10期28-30,共3页

提出一种综合适用于室内外场景的、添加更多细节的快速漫游方法。将室外场景漫游的预处理四叉树中加入层级入口的视截体,从而可以和室内场景漫游的BSP算法有机地结合起来,以期可以成为综合性场景的一种漫游和渲染的解决方案。

关键词 地形渲染 剔除 四叉树 bsp树 入口

在线阅读 下载PDF 职称材料

脆性物体破碎效果实时仿真研究

19

作者 王全玉 米庆 刘昕 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期30-34,共5页

通过对现实世界中脆性物体破碎现象的分析,实现了一种在虚拟场景中实时模拟物体破碎效果的方法。该方法采用三角面片模型对破碎物体进行建模,采用BSP树结构存储以实现三角面片的快速分类及检索。对模型进行预处理并使用平面进行切割,对... 通过对现实世界中脆性物体破碎现象的分析,实现了一种在虚拟场景中实时模拟物体破碎效果的方法。该方法采用三角面片模型对破碎物体进行建模,采用BSP树结构存储以实现三角面片的快速分类及检索。对模型进行预处理并使用平面进行切割,对切割所产生的多边形进行三维重建,得到新的完整的三角面片模型。对预处理所得的各个三角面片设置其初始位置、速度、角度等以实现物体破碎过程的实时仿真,引入碰撞检测以免碎片相互贯穿。 展开更多

关键词 破碎 多边形切割 碰撞检测 bsp树 仿真

原文传递

基于点索引的网格模型的层次结构

20

作者 苗兰芳 彭群生 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期1906-1910,共5页

针对稠密采样的网格模型,提出一种基于面片中心点索引的新的场景BSP树结构.与常规BSP树构造方式不同,文中BSP树以面片中心点位置作为场景中各面片二叉分类的依据,避免了常规BSP树构造方法中因分割与剖分平面相交的面片引起的场景复杂度... 针对稠密采样的网格模型,提出一种基于面片中心点索引的新的场景BSP树结构.与常规BSP树构造方式不同,文中BSP树以面片中心点位置作为场景中各面片二叉分类的依据,避免了常规BSP树构造方法中因分割与剖分平面相交的面片引起的场景复杂度的增加,大大简化了BSP树的构造过程.实验结果表明:对稠密网格场景,文中的BSP树比常规方式构造的BSP树在加速光线跟踪算法中的求交测试具有明显的优势. 展开更多

关键词 层次包围盒技术 bsp树 光线跟踪 空间剖分技术

在线阅读 下载PDF 职称材料