伴随着虚拟现实和计算机仿真的兴起,三维仿真应用越来越多,场景模型的存储和碰撞检测是虚拟仿真过程中的关键技术,它们受到越来越多人的关注。虚拟环境复杂度的不断升高、模型规模程度的不断增加,这些不仅给数据的存储带来困难,而且随着数据量的增大,计算处理速度会受到影响,这在很大程度上会影响碰撞检测的实时性和精确性。为此对模型数据压缩算法和碰撞检测算法进行研究是非常有价值的。本文以海上钻井平台对接模拟系统为基础,对模型的存储优化和碰撞检测技术进行了深入研究。首先,论文针对海上钻井平台对接场景大、物体模型复杂度高、模型之间关系和结构比较复杂等特征,提出一种模型顶点归一化压缩方法。该压缩方法可以大幅度降低存储海上钻井平台模型需要的存储空间,同时随着计算复杂度的降低碰撞检测的速度也会得到提升。其次,论文针对钻井平台对接系统中的自身特点,以及在钻井平台和采油平台对接过程中相邻时间间隔场景的差别比较小的特点,依据碰撞的时间、空间相关性,提出一种基于时空相关性的碰撞遍历算法,该方法可大大缩短遍历层次二叉树时间,从而使碰撞检测的实时性能得到提高。算法通过保存上一个碰撞计算时间采样点上两个层次包围树之间进行相交计算时的遍历路径,在当前时刻进行碰撞检测时利用上一时刻保存的遍历路径进行计算。再次,场景模型都是由基本几何元素(三角形)构成,在详细碰撞检测阶段为了降低两个三角形在三维空间中复杂的位置情况,论文通过三维空间中的三角形向二维坐标系进行投影的办法,提出了在精确求交阶段应用的三角形向量积碰撞检测算法,以加快碰撞检测效率,提高钻井平台对接系统的运行速率。最后,结合提出的模型优化、碰撞检测算法,利用VC 6.0,Vega平台开发海上钻井平台的模拟对接系统。