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SmartCollision™是一套世界先進(jìn)的碰撞檢測(cè)技術(shù)解決方案
過去，在虛擬裝配、虛擬維修等VR應(yīng)用領(lǐng)域，3D曲面模型之間的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)一直是仿真用戶的開發(fā)障礙和技術(shù)瓶頸，而今天，高級(jí)虛擬仿真用戶再也不需要為復(fù)雜的碰撞檢測(cè)數(shù)學(xué)算法和漫長(zhǎng)的開發(fā)周期而發(fā)愁，更不需要為了因碰撞檢測(cè)而帶來的巨大計(jì)算量而去采購(gòu)價(jià)格昂貴的大型工作站，現(xiàn)在你只需要擁有一臺(tái)高端的基于windows 平臺(tái)的PC工作站，或是一臺(tái)臺(tái)式機(jī)，甚至是一臺(tái)筆記本電腦便可以輕松、快速地開發(fā)出你所需要的碰撞檢測(cè)應(yīng)用，無論是多么復(fù)雜的3D曲面模型之間的實(shí)時(shí)碰撞和檢測(cè)分析， 一切都將變得那么的簡(jiǎn)單而隨心所欲，它是SmartCollision™一個(gè)來自美國(guó)和日本科學(xué)家共同研發(fā)的基于多邊形的碰撞檢測(cè)庫(kù)和計(jì)算機(jī)力反饋（計(jì)算機(jī)觸覺）應(yīng)用驅(qū)動(dòng)引擎，或判斷物體是否有穿透能力，而SmartCollision™不僅可以計(jì)算。
穿透深度，而且還能檢測(cè)和分析滲透量，更可貴的是它在精確地處理復(fù)雜3D曲面體之間的實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)分析的同時(shí)，還讓你的應(yīng)用程序跑得飛快，這一切使得它在虛擬裝配、虛擬維修、虛擬操做、人工智能、地震救援演示碰撞檢測(cè)分析、虛擬力反饋和計(jì)算機(jī)觸覺等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，將虛擬仿真應(yīng)用的開發(fā)效率和仿真真實(shí)感成百倍的提高。
基于多邊形的碰撞檢測(cè)庫(kù)
SmartCollision™是一個(gè)基于多邊形的碰撞檢測(cè)庫(kù)。之前大部分的碰撞檢測(cè)庫(kù)僅僅能計(jì)算不相交物體間的距離，或判斷物體是否有穿透能力，而SmartCollision™可以計(jì)算穿透深度，測(cè)量滲透量。
穿透深度
為了在虛擬的環(huán)境中操作虛擬的對(duì)象，多面體之間的“透深”計(jì)算非常重要。當(dāng)物體是可穿透的時(shí)候，“透深”在這里是指滲透量測(cè)量。 透深可以取消滲透量。
以前在虛擬環(huán)境需要計(jì)算常規(guī)多面體之間的透深，但是透深僅僅是在凸?fàn)疃嗝骟w或有限的基本單元之間被計(jì)算。實(shí)際上，已有的實(shí)現(xiàn)方法中常規(guī)多面體之間的透深是通過凸?fàn)疃嗝骟w的透深來計(jì)算的，但對(duì)于這種實(shí)現(xiàn)，常規(guī)多面體之間的透深沒有被直接結(jié)算并且結(jié)果也不是那么可靠和準(zhǔn)確。由于凸?fàn)疃嗝骟w的透深不是總體上通過計(jì)算常規(guī)多面體的滲透量，而是通過計(jì)算部分滲透量來得到，因此不能刪除常規(guī)多面體間滲透量(參見 Figure 2)。另外還有一種實(shí)現(xiàn)，該實(shí)現(xiàn)方法是通過利用體素（voxel）代替多面體來表現(xiàn)。但是體素（voxel）表現(xiàn)沒有多面體表現(xiàn)精確。這種實(shí)現(xiàn)不是總體上基于常規(guī)多面體的透深，所以也不能刪除常規(guī)多面體間滲透量。
SmartCollision的功能
SmartCollision™在PHANTOM上的觸覺應(yīng)用
兩道難關(guān)
通常情況下，利用PHANTOM的觸覺應(yīng)用可以感受到點(diǎn)和物體之間的碰撞。但對(duì)某些可以感受到多面體之間的碰撞應(yīng)用來說，通過利用PHANTOM產(chǎn)生觸覺來感受常規(guī)多面體之間的碰撞的應(yīng)用中有兩個(gè)柵格來感覺碰撞。
一個(gè)難關(guān)是PHANTOM觸覺應(yīng)用需要1 kHz的幀速率對(duì)常規(guī)物體間的碰撞檢測(cè)。該問題非常難以解決。
另外一個(gè)難關(guān)是以可靠精確的方法來計(jì)算不確定的常規(guī)物體間的透深。
SmartCollision™克服了這兩個(gè)難題，并且解決了在常規(guī)多面體間感受碰撞的觸覺應(yīng)用。
通過Penalty方法（Penalty method）利用動(dòng)態(tài)透深計(jì)算觸點(diǎn)壓力
SmartCollision™可以計(jì)算虛擬物體間的動(dòng)態(tài)透深。因此，觸點(diǎn)壓力可以很容易的通過Penalty方法（Penalty method）利用動(dòng)態(tài)透深計(jì)算觸點(diǎn)壓力。Penalty方法（Penalty method）與透深成比例的計(jì)算觸點(diǎn)壓力并能獲得穩(wěn)定的虛擬物體碰撞操作。
6DOF PHANTOM應(yīng)用
三維物體有３個(gè)自由度的平移，３個(gè)自由度的旋轉(zhuǎn)，總共６個(gè)自由度（6DOF）�？梢酝ㄟ^利用6DOF PHANTOM控制虛擬物體獲得真實(shí)的感覺，SmartCollision™利用6DOF PHANTOM進(jìn)行充分的擴(kuò)展。
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