Echtzeitfähige Kollisionserkennung für Virtual-reality-Anwendungen:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
München
Utz, Wiss.
1999
|
| Series: | Informatik
|
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INHALTSVERZEICHNIS
KURZZUSAMMENFASSUNG
1
AUSFUEHRLICHE
ZUSAMMENFASSUNG
2
1
EINLEITUNG
6
1.1
WAS
IST
VIRTUAL
REALITY!
.
5
1.1.1
3D-ECHTZEITVISUALISIERUNG
.
6
1.1.2
INTERAKTION
.
7
1.1.3
IMMERSION
.
7
1.2
ANWENDUNGSGEBIETE
VON
VIRTUAL
REALITY
.
7
1.2.1
TRAINING
.
8
1.2.2
MARKETING
.
8
1.2.3
UNTERHALTUNG
.
9
1.2.4
PRODUKTENTWICKLUNG
.
10
1.3
KOLLISIONSERKENNUNG
IN
VIRTUAL
REALITY
.
11
1.4
GLIEDERUNG
UND
RESULTATE
DER
ARBEIT
.
12
2
GRUNDLAGEN
15
2.1
ANFORDERUNGEN
.
15
2.2
BISHERIGE
ARBEITEN
.
17
2.2.1
GEOMETRISCH
KOMPLEXE
OBJEKTE
.
17
2.2.2
GROSSE
ANZAHL
VON
OBJEKTEN
.
18
2.2.3
UNSTRUKTURIERTE
FLAECHENMENGEN
.
18
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
2.2.4
DYNAMISCHE
KOLLISIONSERKENNUNGSERGEBNISSE
.
19
2.2.5
NICHT
VORSPEZIFIZIERTE
BEWEGUNGEN
.
20
2.2.6
MEHRERE
BEWEGTE
OBJEKTE
.
20
2.2.7
INTEGRATION
IN
EIN
VISUALISIERUNGSGESTEUERTES
SYSTEM
UND
ECHTZEITFAEHIGKEIT
.
20
2.2.8
ALTERNATIVE
SCHWERPUNKTE
.
21
2.3
GLIEDERUNG
DER
LOESUNGSANSAETZE
.
21
3
BERECHNUNG
VON
HUELLKOERPERHIERARCHIEN
25
3.1
EINFUEHRUNG
.
25
3.2
BISHERIGE
ARBEITEN
.
27
3.2.1
KUGELBAEUME
(SPHERE-TREES)
.
28
3.2.2
BAEUME
MIT
ACHSENORIENTIERTEN
BOXEN
(AXIS-ORIENTED
BOUNDING
BOX
TREES)
30
3.2.3
BAEUME
MIT
BELIEBIG
ORIENTIERTEN
BOXEN
(ORIENTED
BOUNDING
BOX
TREES)
30
3.2.4
BAEUME
MIT
KONVEXEN
POLYEDERN
BESCHRAENKTER
RICHTUNGEN
(K-DOP
TREES)
31
3.2.5
BAEUME
MIT
VERSCHIEDENEN
HUELLKOERPERN
.
32
3.3
BERECHNUNGSVERFAHREN
FUER
HIERARCHIEN
.
33
3.3.1
TOP-DOWN
BERECHNUNG
VON
HUELLKOERPERHIERARCHIEN
.
34
3.3.2
BOTTOM-UP
BERECHNUNG
VON
HUELLKOERPERHIERARCHIEN
.
YY.
.
34
3.4
STATISCHE
GUETEMASSE
FUER
HUELLKOERPERHIERARCHIEN
.
34
3.4.1
STATISCHE
GUETEMASSE
FUER
HIERARCHIESTUFEN
.
35
3.4.2
STATISCHE
GUETEMASSE
FUER
KNOTENMENGEN
.
36
3.4.3
STATISCHE
GUETEMASSE
FUER
KNOTEN
.
37
3.5
BOTTOM-UP
BERECHNUNG
VON
HUELLKOERPERHIERARCHIEN
.
38
3.6
TOP-DOWN
BERECHNUNG
VON
HUELLKOERPERHIERARCHIEN
.
39
3.7
AUFTEILUNG
VON
KNOTEN
.
40
3.7.1
BRANCH-AND-TOUND-VERFAHREN
.
42
3.7.2
MODIFIZIERTES
H
OCHBAUM
-S
HMOYS
-
VERFAHREN
.
46
3.7.3
HEURISTIK
OHNE
ZWISCHENOPTIMIERUNG
.
49
3.7.4
HEURISTIK
MIT
ZWISCHENOPTIMIERUNG
.
50
3.7.5
MODIFIZIERTES
G
OTTSCHALK
-
VERFAHREN
.
54
3.7.6
MODIFIZIERTES
Z
ACHMANN
VERFAHREN
.
55
3.8
BERECHNUNG
VON
HUELLKOERPERN
.
56
3.8.1
VOLUMEN,
DURCHMESSER,
OBERFLAECHE
.
57
3.8.2
GERICHTETER
HAUSDORFF-ABSTAND
.
61
INHALTSVERZEICHNIS
IX
4
VERWENDUNG
VON
HUELLKSSRPERHIERARCHIEN
73
4.1
STATISCHER
KOLLISIONSTEST
FUER
EINFACHE
HUELLKOERPER
.
74
4.1.1
KUGEL-KUGEL
(STATISCH)
.
74
4.1.2
KUGEL-ISO-BOX
UND
KUGEL-BOX
(STATISCH)
.
74
4.1.3
ISO-BOX-ISO-BOX
(STATISCH)
.
75
4.1.4
ISO-BOX-BOX
UND
BOX-BOX
(STATISCH)
.
76
4.2
DYNAMISCHER
KOLLISIONSTEST
FUER
EINFACHE
HUELLKOERPER
.
80
4.2.1
APPROXIMATION
DES
UEBERSTRICHENEN
VOLUMENS
EINFACHER
HUELLKOERPER
.
80
4.3
HIERARCHIETRAVERSIERUNGSVERFAHREN
.
87
4.3.1
BISHERIGE
ARBEITEN
.
88
4.3.2
HYBRIDE
EXPANSION
.
89
S
BASISKOLLISIONSERKENNUNG
93
5.1
BISHERIGE
ARBEITEN
.
94
5.2
STATISCHE
BASISKOLLISIONSERKENNUNG
.
96
5.3
DYNAMISCHE
BASISKOLLISIONSERKENNUNG
.
99
5.3.1
BESTIMMUNG
MOEGLICHER
KOLLISIONSZEITPUNKTE
.
108
5.3.2
MOEGLICHE
KOLLISIONSZEITPUNKTE
BEI
LINEARER
ABSTANDSINTERPOLATION
.
.
110
5.3.3
MOEGLICHE
KOLLISIONSZEITPUNKTE
BEI
ITERATIVER
ABSTANDSINTERPOLATION
MIT
REGULA
FALSI
.
111
5.3.4
MOEGLICHE
KOLLISIONSZEITPUNKTE
BEI
QUADRATISCHER
ABSTANDSINTERPOLATIONLL4
5.3.5
MOEGLICHE
KOLLISIONSZEITPUNKTE
BEI
LINEARER
ABSTANDSABTASTUNG
.
.
.
117
5.3.6
MOEGLICHE
KOLLISIONSZEITPUNKTE
BEI
ABSTANDSABTASTUNG
UND
REGULA
FALSI!20
5.3.7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
VERGLEICH
DER
APPROXIMATIONSVERFAHREN
.
.
.
120
5.4
GEMISCHT
STATISCH-DYNAMISCHE
KOLLISIONSERKENNUNG
.
126
5.5
ZUSAMMENFASSUNG
UND
VERGLEICH
DER
BASISKOLLISIONSERKENNUNGSVERFAHREN
.
.
126
X
INHALTSVERZEICHNIS
6
RAUMPARTITIONIERUNG
129
6.1
BISHERIGE
ARBEITEN
.
129
6.1.1
UNIFORME
RAUMUNTERTEILUNG
.
129
6.1.2
OKTREE
.
130
6.1.3
BSP-UND
MSP-TREE
.
131
6.1.4
ID
UND
2D-SWEEP-AND-PRUNE
.
131
6.2
ONE-DIMENSIONAL
SWEEP-AND-PRUNE
.
133
6.2.1
AUFBAU
DER
DATENSTRUKTUR
.
135
6.2.2
MODIFIKATION
EINES
OBJEKTES
.
136
6.2.3
UEBERLAPPUNGSANFRAGE
FUER
EIN
OBJEKT
.
139
7
STEUERUNG
DER
KOLLISIONSERKENNUNG
141
7.1
REGISTRIERUNG
DER
OBJEKTBEWEGUNGEN
.
143
7.2
DURCHFUEHRUNG
DER
KOLLISIONSERKENNUNG
.
143
7.2.1
ERMITTLUNG
ALLER
BEWEGTEN
EINZELOBJEKTE
.
143
7.2.2
ERMITTLUNG
ALLER
DURCHZUFUEHRENDEN
OBJEKTPAARTESTS
.
144
7.2.3
DURCHFUEHRUNG
DER
OBJEKTPAARTESTS
.
145
7.3
MODIFIKATION
DER
OBJEKTPOSITIONEN
.
146
8
KOLLISIONSERKENNUNG
BEI
ZEITKRITISCHER
BERECHNUNG
147
8.1
BISHERIGE
ARBEITEN
.
148
8.2
VERTEILUNG
DES
ZEITINTERVALLS
AUF
DIE
OBJEKTPAARTESTS
.
149
8.2.1
APPROXIMATIVER
OBJEKTPAARTEST
INNERHALB
EINES
FESTEN
ZEITINTERVALLS
149
8.3
SIMULTANE
BEHANDLUNG
ALLER
OBJEKTPAARTESTS
.
153
9
IMPLEMENTIERUNG
165
9.1
SOFTWARETECHNISCHE
RAHMENBEDINGUNGEN
.
156
9.2
TRANSFORMATIONSMATHEMATIK
.
157
9.3
OBJEKTREPRAESENTATION
.
158
9.3.1
POSITION
.
161
9.3.2
GEOMETRIE
.
163
9.4
KOLLISIONSERKENNUNG
.
166
9.4.1
VORBERECHNUNG
VON
DATENSTRUKTUREN
.
168
9.4.2
BERECHNUNGEN
ZUM
START
EINES
SIMULATIONSLAUFES
.
169
9.4.3
BERECHNUNGEN
WAEHREND
EINES
KOLLISIONSERKENNUNGSSCHRITTES
.
170
INHALTSVERZEICHNIS
XI
10
BEISPIELE
UND
RESULTATE
173
10.1
VERGLEICH
DER
HUELLKOERPERHIERARCHIEN
.
175
10.1.1
MODIFIZIERTES
ZACHMANN-VERFAHREN
.
175
10.1.2
MODIFIZIERTES
G
OTTSCHALK
-
VERFAHREN
.
176
10.1.3
HEURISTIK
OHNE
ZWISCHENOPTIMIERUNG
.
176
10.1.4
HEURISTIK
.
177
10.1.5
BRANCH-AND-FCOUND-VERFAHREN
.
178
10.1.6
MODIFIZIERTES
H
OCHBAUM
-S
HMOYS
-
VERFAHREN
.
178
10.1.7
VERGLEICH
DER
VERFAHREN
.
178
10.1.8
HIERARCHIETRAVERSIERUNG
.
179
10.1.9
ZUSAMMENFASSUNG
.
180
10.2
DYNAMISCHE
KOLLISIONSERKENNUNG
.
181
10.3
KOLLISIONSERKENNUNG
UND
KONTAKTSIMULATION
.
182
10.4
KOLLISIONSERKENNUNG
UND
DYNAMIKSIMULATION
.
182
11
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
183
11.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
183
11.1.1
STEUERUNG
DER
KOLLISIONSERKENNUNG
.
184
11.1.2
BEHANDLUNG
EINER
GROSSEN
ANZAHL
VON
OBJEKTEN
.
184
11.1.3
KOLLISIONSERKENNUNG
FUER
EIN
OBJEKTPAAR
.
185
11.1.4
ZEITKRITISCHE
KOLLISIONSERKENNUNG
.
189
11.2
AUSBLICK
.
191
A
TRANSFORMATIONSMATHEMATIK
193
A.L
REPRAESENTATION
VON
TRANSFORMATIONEN
IN
DER
OBJEKTINTERAKTION
.
193
A.1.1
REPRAESENTATIONEN
VON
ROTATIONEN
.
194
A.1.2
RIGIDE
TRANSFORMATIONSMATRIZEN
.
200
INHALTSVERZEICHNIS
X
B
SZENENREPRAESENTATION
201
B.L
EINFUEHRUNG
.
201
B.2
SZENENREPRAESENTATION
.
202
B.2.1
NICHT-HIERARCHISCHE
SZENENREPRAESENTATION
MIT
GLOBALEN
TRANSFORMA
TIONEN
.
203
B.2.2
HIERARCHISCHE
SZENENREPRAESENTATION
MIT
LOKALEN
TRANSFORMATIONEN
.
205
C
V
IRTUAL
R
EALITY
C
OMPETENCE
C
ENTER
DER
DAIMLER-BENZ
FORSCHUNG
209
LITERATURVERZEICHNIS
213
D
ABBILDUNGEN
225 |
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