이화여자대학교 컴퓨터 그래픽스 연구실
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강체 충돌검사 기술 개발
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개요
일반적인 non-convex 강체의 고속 충돌검사가 가능한 소프트웨어 개발
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목표
삼각형의 개수가 100개 이상인 non-convex 강체의 충돌검사가 가능하고, 10FPS 이상의 성능을 보여주는 여부 확인
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특성
CCD를 이용하고, Minkowski 합에 기반한 국소적 PD 근사로 구현함
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결과
1. 강체충돌검사를 위한 실시간 PD 근사 기술을 및 이를 이용한 C++ 라이브러리형태의 강체 충돌검사 소프트웨어를 개발하여 테스트 결과는 아래와 같음
- 강체충돌 시뮬레이션 모델: torusknot (non-convex 강체 모델, 삼각형개수: 2880개, 꼭지점개수: 1440개) 모델. 그림 1에서처럼 시뮬레이션에 사용된 torusknot 모델은 non-convex 모델(그림 1 참조)
- PD 계산 소요시간 평균: 3.4625ms, 즉 288.8FPS의 고속 충돌검사 성능을 보여줌(그림 2 참조)
- 테스트 결과 삼각형 개수가 2000개 이상(목표: 100개)인 non-convex 모델에 대하여, 200FPS 이상(목표: 10FPS)의 성공적인 충돌검사 성능을 보여주어, 마일스톤 목표가 초과달성 되었음(그림 1 및 2 참조)
- 강체 충돌검사 소프트웨어 라이브러리는 C++ 형태로 제작되었으며, 단순 충돌 검사 후, 충돌이 감지된 경우, PD 근사가 가능하게 제작. 임의의 non-convex 삼각형 모델을 지원하고, 모델의 삼각형 정보와 위치 정보 등을 입력 받아 근사 PD 및 그에 따른 재위치 정보를 출력하게 설계
2. 일반적인 폴리곤수프(polygon soup) 모델에까지 적용 가능한 초고속 연속충돌검사 기술, C2A를 개발함
- C2A는 기존 PQP 라이브러리에서 제공되는 구면기반입체표현법(swept sphere volume, SSV)을 이용하며, 새롭게 제안된 운동범위(motion bound) 분석법 및 선별법(culling method)으로 구성된 기술로서, 보수적 전진법(conservative advancement, CA)에 기반을 둠. 폴리곤수프 (polygon-soup) 모델들의 실시간 연속충돌검사가 가능하다(그림 3, 4 참조)
- 현재 C2A에 대해 특허 출원 완료
3. 복잡한 폴리곤 모델간의 실시간 Hausdorff distance 계산 소프트웨어 개발
- 높은 계산 복잡도를 피해 Hausdorff distance를 근사하기 위하여 거리 값이 사용자가 기술한 에러 바운드 이내까지 정확해지도록 폴리곤 subdivision에 의한 refine을 수행한다. 또한 bounding volume hierarchy 구조를 이용한 모델간의 culling을 이용하여 polygon soup 모델간 Hausdorff distanc의 실시간 계산을 수행할 수 있다
