碰撞检测之分离轴测试(Separate Axis Testing)

分离轴测试是基于集合分析中的分离超平面定理,用于判断两个凸集合是否相交。对于两个凸集,通过计算它们在潜在分离轴上的最大半径和中心距离,若满足条件d > Ra + Rb,则说明不相交。潜在分离轴包括各多边形的法向量和边的公共垂线。实际应用中,会根据几何特性简化测试步骤以提高效率。

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   分离轴测试(Separate Axis Testing)是空间碰撞检测中一个很常用、很有效的判断方法。它的原理来源于集合分析中的“分离超平面定理”(separating hyper-plane theorem):如果两个集合AB不相交,那么必定存在一个分离超平面P,并使得AB分别位于P的不相同的两侧。此定理对于空间数据中的凸集合和凹集合均适用。当数据集是凸集时这里的分离超平面就是一个空间的平面;当数据集是凹集时,这里的分离超平面则不再是一个空间的平面,而是一个空间的曲面。

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                                      用空间平面来分离两个凸集

 

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     用空间曲面来分离一个凸集和一个凹集

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