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[美] 埃里克森 著; 刘天慧 译 / 清华大学出版社 / 2010-06 / 平装
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实时碰撞检测算法技术
《实时碰撞检测算法技术》详细阐述了与碰撞检测问题相关的高效解决方案及相应的数据结构和算法,主要包括:碰撞检测系统中的设计问题、数学和几何学入门、包围体、基本图元测试、层次包围体技术、空间划分、BSP树层次结构、凸体算法、基于GPU的碰撞检测、数值健壮性、几何健壮性以及优化操作。另外,《实时碰撞检测算法技术》还提供了相应的算法、代码以及伪代码,以帮助读者进一步理解计算方案的实现过程。
《实时碰撞检测算法技术》适合作为高等院校计算机及相关专业的教材和教学参考书,也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。
第1章概述1.1内容概览1.1.1第2章:碰撞检测系统中的设计问题1.1.2第3章:数学和几何学入门1.1.3第4章:包围体1.1.4第5章:基本图元测试1.1.5第6章:层次包围体技术1.1.6第7章:空间划分1.1.7第8章:BSP树层次结构1.1.8第9章:凸体算法1.1.9第10章:基于GPU的碰撞检测1.1.10第11章:数值健壮性1.1.11第12章:几何健壮性1.1.12第13章:优化操作1.2关于本书的代码第2章碰撞检测系统中的设计问题2.1碰撞算法的设计因素2.2应用程序中对象的表达方式2.2.1对象的表达方式2.2.2碰撞与几何渲染2.2.3特定的碰撞检测算法2.3查询类型2.4环境模拟参数2.4.1物体对象的数量2.4.2顺序移动和同步移动2.4.3不连续移动与连续移动2.5性能2.5.1优化概览2.6健壮性2.7实现与使用的简洁性2.7.1碰撞检测系统的调试2.8小结第3章数学和几何学入门3.1矩阵3.1.1矩阵运算3.1.2矩阵的几何代数符号3.1.3行列式3.1.4利用克莱姆法则计算线性方程组3.1.52x2矩阵和3x3矩阵的逆矩阵3.1.6行列式断言3.2坐标系统和顶点3.3向量3.3.1向量运算3.3.2向量的代数恒等式3.3.3点积3.3.4点积的代数恒等式3.3.5叉积3.3.6叉积的代数恒等式3.3.7标量三重积3.3.8标量三重积的代数恒等式3.4质心坐标3.5直线、光线和线段3.6平面和半空间3.7多边形3.7.1多边形凸性测试3.8多面体3.8.1凸体测试3.9凸包计算3.9.1Andrew算法3.9.2Quickhull算法3.10域3.11Minkowski和与MinkowSki差3.12小结第4章包围体4.1BV期望特征4.2轴对齐包围盒4.2.1AABB间的相交测试4.2.2AABB的计算与更新4.2.3基于包围球的AABB4.2.4基于原点的.AABB重构4.2.5利用爬山法构造AABB4.2.6旋转AABB后的重计算4.3SPlleres球体4.3.1其他相交测试4.3.2计算包围球4.3.3最大离散方向上的包围球4.3.4采用迭代修正的包围球4.3.5最小包围球4.4方向包围盒4.4.1相交测试4.4.2健壮的分离轴测试4.4.3计算紧凑的OBB4.4.4基于PCA的OBB优化4.4.5蛮力法实现OBB的拟合4.5球扫掠体4.5.1球扫掠体的相交测试4.5.2球体扫掠体包围体的计算4.6半空间相交体4.6.1Kay.Kajiya平行平面空间包围体4.6.2离散有向多面体(k.DOP)4.6.3k.DOP-k.DOP相交测试4.6.4k.DOP的计算与重对齐4.6.5近似凸体相交测试4.7其他类型的包围体4.8小结第5章基本图元测试5.1最近点计算5.1.1点到面的最近点5.1.2点至线段的最近点5.1.3点至AABB的最近点5.1.4点至OBB的最近点5.1.5点至三角形的最近点5.1.6点到四面体的最近点5.1.7点到凸多面体的最近点5.1.8两条直线间的最近点5.1.9两线段上的最近点5.1.10线段和三角形最近点5.1.11两个三角形之间的最近点计算5.2图元测试5.2.1分离轴测试5.2.2球体与平面间的测试5.2.3盒体与平面间的测试5.2.4锥体与平面间的测试5.2.5球体与AABB之间的测试5.2.6球体与OBB之间的测试5.2.7球体与三角形之间的测试5.2.8球体与多边形之间的测试5.2.9AABB与三角形之间的测试5.2.10三角形之间的测试5.3直线、光线和有向线段的相交测试5.3.1线段与平面的相交测试5.3.2光线或线段与球体的相交测试5.3.3光线或线段与盒体的相交测试5.3.4直线与三角形之间的相交测试5.3.5直线与四边形之间的相交测试5.3.6光线或线段与三角形之间的相交测试5.3.7光线或线段与圆柱体之间的相交测试5.3.8光线或线段与凸多面体之间的相交测试5.4其他类型的测试5.4.1点与多边形之间的测试5.4.2点与三角形之间的测试5.4.3点与多面体之间的测试5.4.4两个平面间的相交测试5.4.53个平面间的相交测试5.5动态相交测试5.5.1运动物体的区间半分法相交测试5.5.2运动凸体对象的分离轴测试5.5.3运动球体与平面间的相交测试5.5.4运动AABB与平面间的相交测试5.5.5运动球体与球体之间的相交测试5.5.6运动球体与三角形以及多边形之间的相交测试5.5.7运动球体与AABB之间的相交测试5.5.8运动AABB之间的测试5.6小结第6章层次包围体技术6.1层次结构设计问题6.1.1.BVH的期望特征6.1.2性能函数6.1.3树的度数6.2层次结构的构建策略6.2.1自顶向下的构造方法6.2.2自底向上的构造方法6.2.3扩充(插入)构造策略6.3层次结构的遍历6.3.1下降规则6.3.2通用的启发式深度优先遍历6.3.3同步深度优先遍历6.3.4优化的有向叶节点深度优先遍历6.4包围体层次结构示例6.4.1OBBTreesOBB树6.4.2AABB树和盒体树6.4.3采用8叉树子划分的球体树6.4.4采用球体覆盖表面的球体树6.4.5生成.修剪球体覆盖6.4.6k.DOP树6.5合并包围体6.5.1合并两个AABB6.5.2合并两个球体6.513合并两个OBB6.5.4合并两个k.DOP6.6高效的树型表达方式及遍历6.6.1数组表达方式6.6.2前序遍历6.613采用偏移量而非指针6.6.4采用缓存友好的结构(非二叉树)6.6.5树节点和图元排序6.6.6递归遍历6.6.7分组查询6.7通过缓存机制改善查询6.7.1表面缓存:缓存相交图元6.7.2前界面追踪6.8小结第7章空间划分7.1均匀网格7.1.1网格单元的尺寸7.1.2采用链表数组表示的网格7.1.3哈希存储与无限网格7.1.4静态数据存储7.1.5隐式网格7.1.6使用均匀网格的对象间的测试7.1.7网格的其他注意事项7.2层次网格7.2.1基本的层次网格实现方式7.2.2其他类型的层次网格表达方式7.2.3其他层次网格7.3树7.3.18叉树(以及4叉树)7.3.28叉树对象的分配7.3.3位置码和8分体的定位7.3.4基于哈希存储的线性树7.3.5计算Morton键7.3.6松散8叉树7.3.7缸d树7.3.8混合方案7.4光线和有向线段的遍历7.4.1缸d树相交测试7.4.2均匀网格的相交测试7.5排序扫掠算法7.5.1排序链表实现方案7.5.2基于数组的排序7.6网格单元和伪入口7.7避免重复测试7.7.1位标志7.7.2时间戳7.7.3分时清除时间戳7.8小结第8章BSP树层次结构8.1BSP树8.2BSP树的类型8.2.1采用节点存储的BSP树8.2.2采用叶节点存储的BSP树8.2.3实体叶节点BSP树8.3构造BSP树8.3.1分割面的选择8.3.2分割面的评估8.3.3基于分割面的多边形分类8.3.4多边形分割计算8.3.5更多讨论8.3.6BSP树的性能调试8.4BSP树的应用8.4.1点与实体叶节点:BSP树间的测试8.4.2光线与实体叶节点BSP树间的相交测试8.4.3基于实体叶节点BSP树的多面体查询8.5小结第9章凸体算法9.1基于边界的碰撞检测9.2最近特征算法9.2.1v.Clip算法9.3层次多面体表达形式9.3.1Dobkin.Kirkpatrick层次结构9.4线性规划和二次规划9.4.1线性规划9.4.2二次规划9.5Gilbert.Johnson.Keerthi算法9.5.1算法概述9.5.2计算单形体内的最小范数顶点,9.5.3GJK算法、最近点以及接触流形9.5.4利用爬山法计算极值顶点9.5.5与顶点缓存相关的一致性问题9.5.6旋转对象的优化9.5.7移动对象的GJK算法9.6chung.wang分离向量算法9.7小结第10章基于GPU的碰撞检测10.1GPU接口10.1.1缓冲区读取10.1.2遮挡查询10.2凸体对象间的测试10.3测试凹体对象10.4基于GPU的碰撞过滤10.5小结第11章数值健壮性11.1健壮性问题的分类11.2实数表示法11.2.1IEEE.754浮点格式11.2.2无穷运算11.2.3浮点误差源11.3健壮的浮点数用法11.3.1浮点值的误差容值比较11.3.2采用厚平面实现算法的健壮性11.3.3采用共享计算实现算法的健壮性11.3.4厚对象的健壮性11.4区间计算11.4.1区间计算实例11.4.2碰撞检测中的区间计算11.5精确计算和近似计算11.5.1采用整型数据实现精确计算11.5.2整型除法11.513采用整型运算处理线段相交问题11.6提高数值健壮性的进一步讨论11.7小结第12章几何健壮性12.1顶点焊接12.2计算邻接信息12.2.1计算顶点.面表12.2.2计算边.面表12.2.3连通性测试12.3孔、缝隙、间隙以及t.连接12.4共面数据面的合并操作12.4.1测试多边形的共面性12.4.2多边形的共面测试12.5三角形剖分和凸划分12.5.1耳式剪裁实现三角剖分12.5.2多边形的凸剖分12.5.3多面体的凸剖分12.5.4不可剖分的凹几何体12.6采用欧拉公式的一致性测试12.7小结第13章优化操作13.1CPU缓存13.2指令缓存优化13.3数据缓存优化13.3.1结构优化13.3.2顶点数据的量化操作和压缩操作13.3.3预取和预载操作13.4基于缓存感知的数据结构和算法13.4.1紧凑型静态k-d树13.4.2紧凑型AABB树13.4.3缓存参数无关性13.5软件缓存13.5.1缓存线性化操作实例13.5.2基于分摊机制的预测线性化缓存13.6数据别名13.6.1基于类型的别名分析13.6.2restrict指针:13.6.3避免别名问题13.7采用SIMD优化的并行操作13.7.14球体.4球体SIMD测试13.7.24球体.4AABBSIMD测试13.7.34AABB.4AABBSIMD测试13.8分支结构13.9小结参考文献
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开播时间:09月02日 10:30