OSG碰撞检测

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OSG碰撞检测
碰撞检测涉及到虚拟仿真的各个方面，这里我主要介绍两方面的应用：
一 判断摄像机是否与前面的物体相撞
基本原理如下图：
首先确定摄像机的旧位置和新位置（此处的新位置是假设前方没有障碍物所行进到的新位置），然后利用两点创建一条线段，然后判断这条线段与模型是否有交点，如果存在交点，则取交点作为新位置（或者取交点稍前面的一点作为新位置）。

1.jpg (16.32 KB)

2008-1-27 07:07 PM

   











二 摄像机按照地形来进行漫游：
如果不进行碰撞检测的话，可能会出现一下两种情况：
第一种情况，摄像机穿地形而过：

2.JPG (11.76 KB)

2008-1-27 07:12 PM

第二种情况, 摄像机处于悬空状态

3.JPG (9.14 KB)

2008-1-27 07:12 PM

对于第一种情况，摄像机肯定会与地形发生碰撞，但检测到碰撞之后，摄像机到达的位置
是否位于地形法线上方的合适高度，需要进行另一次碰撞检测，如下图所示：

4.JPG (9.3 KB)

2008-1-27 07:12 PM

       


绿色代表摄像机移动到的最终位置，从而保证了摄像机与地形之间的高度是固定的。
对于第二种情况，可能在第一种情况的碰撞检测中检测不到碰撞，那么需要进行在一次碰撞检测，

5.JPG (10.57 KB)

2008-1-27 07:12 PM

       

       





绿色代表摄像机移动到的最终位置，从而保证了摄像机与地形之间的高度是固定的。

三 重要的类和函数

osg::LineSegmen
表示一个线段的类，包括一个起点和一个终点
osgUtil::IntersectVisiotr
接受线段的类，用于判别与节点的交集。
其中的函数addLineSegment(line.get())用来添加一条线段到列表当中
osgUtil::IntersectVisitor::HitList
可以得到相交点的具体位置，从而计算出距离

四 代码示例
bool DriveManipulator::calcMovement()
{
    //如果少于两个事件则返回错误
    if (_ga_t0.get()==NULL || _ga_t1.get()==NULL) return false;
    double dt = _ga_t0->getTime()-_ga_t1->getTime();

    if (dt<0.0f)
    {
        notify(INFO) << "warning dt = "<        dt = 0.0f;
    }
    switch(_speedMode)
    {
        case(USE_MOUSE_Y_FOR_SPEED):
        {//切换到鼠标上下控制速度模式
            double dy = _ga_t0->getYnormalized();
            _velocity = _modelScale*0.2f*dy;
            break;
        }
        case(USE_MOUSE_BUTTONS_FOR_SPEED):
        {//切换到鼠标按键控制速度模式
            unsigned int buttonMask = _ga_t1->getButtonMask();
            if (buttonMask==GUIEventAdapter::LEFT_MOUSE_BUTTON)
            {   //左键加速
                _velocity += dt*_modelScale*0.01;
            }
            else if (buttonMask==GUIEventAdapter::MIDDLE_MOUSE_BUTTON ||
                buttonMask==(GUIEventAdapter::LEFT_MOUSE_BUTTON|GUIEventAdapter::RIGHT_MOUSE_BUTTON))
            {   //中键停止
                _velocity = 0.0;
            }
            else if (buttonMask==GUIEventAdapter::RIGHT_MOUSE_BUTTON)
            {   //右键减速
                _velocity -= dt*_modelScale*0.01;
            }
            break;
        }
    }

    osg::CoordinateFrame cf=getCoordinateFrame(_eye);
    osg::Matrix rotation_matrix;
    rotation_matrix.makeRotate(_rotation);
    osg::Vec3d up = osg::Vec3d(0.0,1.0,0.0) * rotation_matrix;
    osg::Vec3d lv = osg::Vec3d(0.0,0.0,-1.0) * rotation_matrix;
    osg::Vec3d sv = osg::Vec3d(1.0,0.0,0.0) * rotation_matrix;

    //旋转摄像机
    double dx = _ga_t0->getXnormalized();
    double yaw = -inDegrees(dx*50.0f*dt);
   
#ifdef KEYBOARD_PITCH
    double pitch_delta = 0.5;
    if (_pitchUpKeyPressed) _pitch += pitch_delta*dt;
    if (_pitchDownKeyPressed) _pitch -= pitch_delta*dt;
#endif

#if defined(ABOSULTE_PITCH)
    // abosolute pitch
    double dy = _ga_t0->getYnormalized();
    _pitch = -dy*0.5;
#elif defined(INCREMENTAL_PITCH)
    // incremental pitch
    double dy = _ga_t0->getYnormalized();
    _pitch += dy*dt;
#endif
   
    osg::Quat yaw_rotation;
    yaw_rotation.makeRotate(yaw,up);
    _rotation *= yaw_rotation;  
    rotation_matrix.makeRotate(_rotation);
    sv = osg::Vec3d(1.0,0.0,0.0) * rotation_matrix;

    if (fabs(_velocity*dt)>1e-8)
    {
        double distanceToMove = _velocity*dt;
        double signedBuffer;
        if (distanceToMove>=0.0) signedBuffer=_buffer;
        else signedBuffer=-_buffer;
        //检查前方是否有障碍物
        osgUtil::IntersectVisitor iv;
        iv.setTraversalMask(_intersectTraversalMask);
        osg::ref_ptr segForward = new osg::LineSegment;
        segForward->set(_eye,_eye+lv*(signedBuffer+distanceToMove));
        iv.addLineSegment(segForward.get());
        _node->accept(iv);
        //如果检测到碰撞
        if (iv.hits())
        {
            osgUtil::IntersectVisitor::HitList& hitList = iv.getHitList(segForward.get());
            if (!hitList.empty())
            {
                // notify(INFO) << "Hit obstruction"<< std::endl;
                //取得碰撞交点
                osg::Vec3d ip = hitList.front().getWorldIntersectPoint();
                //计算移动距离
                distanceToMove = (ip-_eye).length()-_buffer;
                _velocity = 0.0;
            }
        }

        // 检查前进到的点是不是高于地形一个固定值
        osg::Vec3d fp = _eye+lv*distanceToMove;
        osg::Vec3d lfp = fp-up*_height*5;
        iv.reset();
        osg::ref_ptr segNormal = new osg::LineSegment;
        segNormal->set(fp,lfp);
        iv.addLineSegment(segNormal.get());
        _node->accept(iv);
        //第二次进行碰撞检测
        if (iv.hits())
        {
            osgUtil::IntersectVisitor::HitList& hitList = iv.getHitList(segNormal.get());
            if (!hitList.empty())
            {
                //notify(INFO) << "Hit terrain ok"<< std::endl;
                osg::Vec3d ip = hitList.front().getWorldIntersectPoint();
                osg::Vec3d np = hitList.front().getWorldIntersectNormal();
                if (up*np>0.0) up = np;
                else up = -np;
                _eye = ip+up*_height;
                lv = up^sv;
                computePosition(_eye,_eye+lv,up);
                return true;
            }
        }
        
        //第二次没有检测到碰撞，那么进行第三次碰撞检测
        osg::Vec3d dp = lfp;
        dp -= getUpVector(cf)* (2*_modelScale);
        iv.reset();
        osg::ref_ptr segFall = new osg::LineSegment;
        segFall->set(lfp,dp);
        iv.addLineSegment(segFall.get());

        _node->accept(iv);
        if (iv.hits())
        {
            osgUtil::IntersectVisitor::HitList& hitList = iv.getHitList(segFall.get());
            if (!hitList.empty())
            {
                //notify(INFO) << "Hit terrain on decent ok"<< std::endl;
                osg::Vec3d ip = hitList.front().getWorldIntersectPoint();
                osg::Vec3d np = hitList.front().getWorldIntersectNormal();
                if (up*np>0.0) up = np;
                else up = -np;
                _eye = ip+up*_height;
                lv = up^sv;
                computePosition(_eye,_eye+lv,up);
                return true;
            }
        }
        lv *= (_velocity*dt);   
        _eye += lv;
    }
    return true;
}

五 小结
碰撞检测非常复杂，涉及包围体和相交检验等各方面的知识，上面只是碰撞检测最简单的应用。以上思想只是个人的分析，并未得到验证，细节也并未处理，希望各位大侠给与指导。

           

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你好！ 这是你第一次使用 **Markdown编辑器** 所展示的欢迎页。如果你想学习如何使用Markdown编辑器, 可以仔细阅读这篇文章，了解一下Markdown的基本语法知识。

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功能快捷键

撤销：Ctrl/Command + Z
重做：Ctrl/Command + Y
加粗：Ctrl/Command + B
斜体：Ctrl/Command + I
标题：Ctrl/Command + Shift + H
无序列表：Ctrl/Command + Shift + U
有序列表：Ctrl/Command + Shift + O
检查列表：Ctrl/Command + Shift + C
插入代码：Ctrl/Command + Shift + K
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合理的创建标题，有助于目录的生成

直接输入1次#，并按下space后，将生成1级标题。
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以此类推，我们支持6级标题。有助于使用TOC语法后生成一个完美的目录。

如何改变文本的样式

强调文本 强调文本

加粗文本 加粗文本

标记文本

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引用文本

H₂O is是液体。

2¹⁰ 运算结果是 1024.

插入链接与图片

链接: link.

图片:

带尺寸的图片:

当然，我们为了让用户更加便捷，我们增加了图片拖拽功能。

如何插入一段漂亮的代码片

去博客设置页面，选择一款你喜欢的代码片高亮样式，下面展示同样高亮的 代码片.

// An highlighted block var foo = 'bar'; 

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  • 项目
    • 项目

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2. 项目2
3. 项目3

• 计划任务
• 完成任务

创建一个表格

一个简单的表格是这么创建的：

项目	Value
电脑	$1600
手机	$12
导管	$1

设定内容居中、居左、居右

使用:---------:居中
使用:----------居左
使用----------:居右

第一列	第二列	第三列
第一列文本居中	第二列文本居右	第三列文本居左

SmartyPants

SmartyPants将ASCII标点字符转换为“智能”印刷标点HTML实体。例如：

TYPE	ASCII	HTML
Single backticks	'Isn't this fun?'	‘Isn’t this fun?’
Quotes	"Isn't this fun?"	“Isn’t this fun?”
Dashes	-- is en-dash, --- is em-dash	– is en-dash, — is em-dash

创建一个自定义列表

Markdown

Text-to- HTML conversion tool

Authors

John

Luke

如何创建一个注脚

一个具有注脚的文本。²

注释也是必不可少的

Markdown将文本转换为 HTML。

KaTeX数学公式

您可以使用渲染LaTeX数学表达式 KaTeX:

Gamma公式展示 $\Gamma (n)=(n-1)!\forall n\in \mathbb{N}$ 是通过欧拉积分

$$\Gamma (z)={\int }_0^{\infty }{t}^{z-1}{e}^{-t}dt.$$

你可以找到更多关于的信息 LaTeX 数学表达式here.

新的甘特图功能，丰富你的文章

gantt
        dateFormat  YYYY-MM-DD
        title Adding GANTT diagram functionality to mermaid
        section 现有任务
        已完成               :done,    des1, 2014-01-06,2014-01-08
        进行中               :active,  des2, 2014-01-09, 3d
        计划一               :         des3, after des2, 5d
        计划二               :         des4, after des3, 5d

• 关于 甘特图 语法，参考 这儿,

UML 图表

可以使用UML图表进行渲染。 Mermaid. 例如下面产生的一个序列图：:

张三 李四 王五 你好！李四, 最近怎么样? 你最近怎么样，王五？ 我很好，谢谢! 我很好，谢谢! 李四想了很长时间, 文字太长了 不适合放在一行. 打量着王五... 很好... 王五, 你怎么样? 张三 李四 王五

这将产生一个流程图。:

链接

长方形

圆

圆角长方形

菱形

• 关于 Mermaid 语法，参考 这儿,

FLowchart流程图

我们依旧会支持flowchart的流程图：

• 关于 Flowchart流程图 语法，参考 这儿.

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1. mermaid语法说明 ↩︎

2. 注脚的解释 ↩︎