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Un état de l`art sur les logiciels de détection de collision
Un état de l’art sur les logiciels de détection de collision [email protected] [email protected] Présenté par Jean-Marie Souffez Introduction n Contexte l l l l n Réalité Virtuelle – Simulation avec retour d’effort Robotique Informatique graphique … Objectifs l l Éviter les interpénétrations Calculer une réponse 4 À des degrés de précision divers! Plan n Propriétés des détecteurs n Techniques générales n Exemples Propriétés des détecteurs n Choix orienté application n Compromis précision/coût de calcul Propriétés des détecteurs : le format de données n En entrée : plusieurs bases de données géométriques possibles l Modèles volumiques 4 CSG l Modèles surfaciques 4 NURBS 4 Polygones – Hiérarchisés ou non Propriétés des détecteurs : le format de données n En sortie : différentes informations concernant l’interaction Informations géométriques structurées ou non l Informations topologiques, mécaniques l 4 Plan d’interaction - normale 4 Contact ponctuel? Linéaire? Planaire? … Propriétés des détecteurs : méthodes 2body / Nbody n Méthodes 2body l l n Un seul objet en mouvement Permet des calculs hors-ligne Méthodes Nbody l l Plusieurs objets en mouvements Applications Plus courantes 4 Plus interactives 4 Propriétés des détecteurs : méthodes discrètes et continues n Méthodes discrètes l Report d’intersections détectées à chaque pas de temps 4 Mécanisme de retour-arrière avec recherche d’un instant proche de l’instant de contact 4 Simulation hors-ligne Propriétés des détecteurs : méthodes discrètes et continues n Méthodes continues l Recherche de l’instant de contact 4 Évite toute interpénétration 4 Interpolation du mouvement 4 RV en ligne Propriétés des détecteurs : les performances n Précision du contact Temporelle l Géométrique l n Efficacité l Jusqu’à 90% du temps de calcul! Techniques générales n Identification des zones dans lesquelles des objets sont proches n Hiérarchisation Volumes englobants l Décomposition de l’espace l n Cohérence spatio-temporelle Techniques générales : les volumes englobants n Idée : petit pourcentage de collisions l n Savoir dire « non » rapidement Volumes simples : Sphères l AABB, OBB l k-dops l n Couplage avec hiérarchisation de l’objet Techniques générales : la décomposition spatiale n Idée : parcours d’arbres/graphes rapides l Décomposition hors-ligne de la scène n Octrees, voxels… n Coût mémoire important Techniques générales : la cohérence spatio-temporelle n Idée : 2 objets proches le seront encore l’instant suivant n Maintenance de listes triées n Calcul d’intersection sur volumes balayés interpolés Calcul de distances et d’intersection n Fonctions d’évaluation des distances X>0 n X=0 Calcul d’intersections X<0 Exemples de solutions existantes Outils RAPID VCollide ICollide Solid Quick_CD Swift V-Clip VPS Hcollide Contact ColDet Méthodes Entrées Sorties OBB-Trees Soupe de Polygones Détection / paires intersectantes 2Body Surcouche de Rapid Diagramme de Voronoi Soupe de Polygones Polyhèdres convexes Détection / paires intersectantes Nbody - Cohérence temporelle Distance / paires Nbody - Cohérence temporelle ABBTrees Soupe de Polygones Point de contact Nbody - Cohérence temporelle K-Dops trees Soupe de Polygones Collision entre triangles 2Body Voronoi+Multilevel model Voronoi Polyhèdres convexes Polyhédres convexes Distance avant collision Distance avant collision Nbody - Cohérence temporelle NBody Voxel+ Intersections géo. Nuage de points Pénétrations points-voxels 2Body Spatial décomp.+OBBTrees Polyhèdres Pénétrations points-surfaces Cohérence Temporelle OBB-Trees OBB-Trees Point de contact Collision exacte 2Body - détection continue 2Body Soupe de Polygones Soupe de Polygones Principes Conclusion n Besoins différents selon application De grands principes l Beaucoup de solutions différentes l Absence de séquences tests l 4 Évaluation n difficile Autres solutions à venir NURBS, CSG… l Couplages l
