力触觉人机交互在医疗仿真、航空航天等领域都有着广泛的应用,如何保证力触觉交互过程的实时性和精确性是该交互研究领域中的两大难题。在现有的研究成果中,依然存在着实时性差、精确性低的问题,尤其是针对弹性体的研究还有很大的欠缺。为此,本文系统分析了计算机力触觉交互的发展历史以及近年来国内外的研究成果,选取弹性体为研究对象,通过对交互过程的物体建模阶段、碰撞检测阶段、碰撞响应阶段以及触力觉和视觉的输出阶段进行分别的详细的介绍,并将建模阶段以及碰撞检测阶段作为主要研究内容进行优化创新,以及实验验证。主要研究内容如下:首先,为了解决弹性体建模阶段精确性和实时性不平衡的问题,提出了一种基于混合八叉树的建模算法。该方法在传统的静态八叉树建模的基础上,添加了动态的层级,避免由于八叉树层级加深而带来的巨大的数据量,在保证实时性的基础上,提高了对象建模的精确性。其次,在碰撞检测阶段,提出了基于混合八叉树的碰撞检测算法,并与基于接触约束预测的碰撞检测算法相结合。该算法首先在静态八叉树的建模基础上,进行初步的碰撞检测,通过结合交互工具的历史运动信息,对下一个时刻交互工具的位姿进行预测。在发生碰撞后,进一步分化出更深层级的动态八叉树,并进行更精心的碰撞检测。这种算法在保证必须的碰撞信息的前提下,不仅减少了需要分析的交互信息的数量,还提高了碰撞检测的精度,使力触觉交互的实时性和精确性得到了平衡和提升。最后,设计实验对本文提出的混合八叉树的建模算法和以混合八叉树为基础的基于接触约束预测的碰撞检测算法进行验证,将由三角形面片以及球树模型构成的兔子模型作为实验数据来源,与传统建模方式以及碰撞检测算法下的实验结果进行对比,对实验结果进行详细的性能评估。通过实验结果发现,在同一层级上,基于混合八叉树的算法对力触觉交互过程的实时性的提升效果良好,并且随着层级的提高,碰撞检测的精确性和实时性都得到了优化。