9、基于图像的碰撞检测技术解析

基于图像的碰撞检测技术解析

1. 碰撞检测规则与像素处理

在进行碰撞检测时，我们依据一系列因素制定了一套规则来判断两个物体是否发生碰撞。在检测过程中，我们仅关注两个物体重叠部分的像素。例如，对于特定像素，当满足一定条件时可判定为一次成功的检测。这里涉及到物体A和B在该像素处的最大和最小深度值，记为 ( \text{max}_A ) 和 ( \text{min}_B ) 。

为了更好地控制物体的绘制范围，我们引入了模板缓冲区（Stencil Buffer，SB）。它是一个覆盖整个图像平面的掩码缓冲区，用于将几何对象的绘制限制在帧缓冲区的小部分区域。同时，对Z - 缓冲区算法进行了修改，将模板缓冲区嵌入到渲染管线中。模板缓冲区中的可能值取决于物体A和B的z区间重叠情况。

然而，在光栅化系统中，渲染时同一时刻只有一个深度值。当系统渲染完物体A后，我们能知道每个像素对应的物体A的深度值，但在不重新配置系统并再次渲染物体的情况下，无法得知物体B的深度值。若第一次检测失败，则需要进行第二次渲染。

为解决这一难题，我们对检测的成功次数进行计数。将计数结果存储在一个二维数组SC中，其维度与视口渲染区域（VPR）相同，且SC中的元素与VPR中的像素一一对应。设 ( C_{i,j} ) 为与像素 ( (i,j) ) 相关的计数器，若 ( C_{i,j} = 0 ) ，则说明在该像素处物体B完全在物体A后方或者二者不重叠。若VPR中所有像素都得到相同结果，则判定无碰撞，终止检测过程。

计数器 ( C_{i,j} ) 的可能值为0、1和2。不同值对应的物体干涉状态总结如下表：
| ( C_{i,j} ) 值 | 干涉状态 |
| ---- |