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虚拟现实技术广泛应用于工业、医学、军事、建筑、农业、娱乐等领域。碰撞检测技术是它必须考虑的关键技术之一。既精确又快速的碰撞检测算法对确保虚拟环境的真实性、强烈的沉浸感发挥着重要作用。另外,虚拟环境的复杂性和实时性也对碰撞检测提出更高的要求。 为提高碰撞检测效率,本论文结合复合层次包围盒树和图形硬件技术进行了两个方面的研究:一、复合层次包围盒碰撞检测是在层次包围盒树的顶层和底层分别利用不同类型包围盒的优势初步检测碰撞,与利用单一包围盒的碰撞检测算法相比,提高了算法的效率和鲁棒性。本文通过分析比较不同类型的包围盒的优缺点,选择构造及相交测试简单AABB包围盒作为顶层以快速排除不相交部分,选择紧密性好 OBB包围盒作为底层以准确定位潜在碰撞位置。构建基于OBB的复合层次包围盒树,并利用物体对象的空间位置关系,优化两棵层次包围盒树的遍历过程;二、随着近年来图形硬件技术发展迅速,有些算法在CPU上串行计算复杂度过高,移植到GPU上后计算时间大幅缩短。考虑到复合层次包围盒树的构建及遍历过程可并行度较低,另外最终精确碰撞的位置、插入深度等参数确定仍然通过基本几何元素的位置关系计算得到。因此本文利用GPU的并行计算能力来加速精确碰撞检测阶段的算法。实验初步证明改进后的算法比原始算法相比缩短了计算时间,提高了算法效率。