Revisión de literatura de jerarquía volúmenes acotantes enfocados en detección de colisiones

(Eng) A bounding volume is a common method to simplify object representation by using the composition of geometrical shapes that enclose the object; it encapsulates complex objects by means of simple volumes and it is widely useful in collision detection applications and ray tracing for rendering algorithms. They are popular in computer graphics and computational geometry. Most popular bounding volumes are spheres, Oriented-Bounding Boxe s (OBB’ s), Axis-Align ed Bound ing Boxes (AABB’ s); moreover , the literature review includes ellipsoids, cylinders, sphere packing, sphere shells , k-DOP’ s, convex hulls, cloud of points, and minimal bounding boxe s, among others. A Bounding Volume Hierarchy is ussualy a tree in which the complete object is represented thigter fitting every level of the hierarchy. Additionally, each bounding volume has a cost associated to construction, update, and interference te ts. For instance, spheres are invariant to rotation and translations, then they do not require being updated ; their constructions and interference tests are more straightforward then OBB’ s; however, their tightness is lower than other bounding volumes. Finally , three comparisons between two polyhedra; seven different algorithms were used, of which five are public libraries for collision detection.(Spa) Un volumen acotante es un método común para simplificar la representación de los objetos por medio de composición de formas geométricas que encierran el objeto; estos encapsulan objetos complejos por medio de volúmenes simples y son ampliamente usados en aplicaciones de detección de colisiones y trazador de rayos para algoritmos de renderización. Los volúmenes acotantes son populares en computación gráfica y en geometría computacional; los más populares son las esferas, las cajas acotantes orientadas (OBB’s) y las cajas acotantes alineadas a los ejes (AABB’s); no obstante, la literatura incluye elipses, cilindros empaquetamiento de esferas, conchas de esferas, k-DOP’s, convex hulls, nubes de puntos y cajas acotantes mínimas, entre otras. Una jerarquía de volúmenes acotantes es usualmente un árbol, en el cual la representación de los objetos es más ajustada en cada uno de los niveles de la jerarquía. Adicionalmente, cada volumen acotante tiene asociado costos de construcción, actualización, pruebas de interferencia. Por ejemplo, las esferas so invariantes a rotación y translación, por lo tanto no requieren ser actualizadas en comparación con los AABB no son invariantes a la rotación. Por otro lado la construcción y las pruebas de solapamiento de las esferas son más simples que los OBB’s; sin embargo, el ajuste de las esferas es menor que otros volúmenes acotantes. Finalmente, se comparan dos poliedros con siete algoritmos diferentes de los cuales cinco son librerías públicas para detección de colisiones

Fast Approximate Convex Decomposition

Approximate convex decomposition (ACD) is a technique that partitions an input object into "approximately convex" components. Decomposition into approximately convex pieces is both more efficient to compute than exact convex decomposition and can also generate a more manageable number of components. It can be used as a basis of divide-and-conquer algorithms for applications such as collision detection, skeleton extraction and mesh generation. In this paper, we propose a new method called Fast Approximate Convex Decomposition (FACD) that improves the quality of the decomposition and reduces the cost of computing it for both 2D and 3D models. In particular, we propose a new strategy for evaluating potential cuts that aims to reduce the relative concavity, rather than absolute concavity. As shown in our results, this leads to more natural and smaller decompositions that include components for small but important features such as toes or fingers while not decomposing larger components, such as the torso that may have concavities due to surface texture. Second, instead of decomposing a component into two pieces at each step, as in the original ACD, we propose a new strategy that uses a dynamic programming approach to select a set of n_c non-crossing (independent) cuts that can be simultaneously applied to decompose the component into n_c + 1 components. This reduces the depth of recursion and, together with a more efficient method for computing the concavity measure, leads to significant gains in efficiency. We provide comparative results for 2D and 3D models illustrating the improvements obtained by FACD over ACD and we compare with the segmentation methods given in the Princeton Shape Benchmark

Törmäysten havaitseminen kolmiulotteisessa avaruudessa selainympäristössä

Webin kehittyminen on mahdollistanut yhä monipuolisemman sisällön esittämisen webissä ja myös kolmiulotteinen grafiikka on siirtynyt yhä enemmän webiin. Tällä hetkellä WebGL mahdollistaa kolmiulotteisen sisällön lisäämisen ja näyttämisen ilman erikseen asennettavia plugin-komponentteja ja tarjoaa siten hyvän lähtökohdan kolmiulotteisen sisällön esittämiseksi webissä. Kehityksen jatkuessa web kilpaillee varteenotettavana sovellusalustana perinteisten sovellusalustojen kanssa. Törmäysten havaitseminen on monien sovellusalueiden tärkeä osa, sillä ilman törmäystarkastusta useiden sovellusten käyttäminen ei olisi mielekästä. Törmäysten havaitseminen nousee erityisen keskeiseen asemaan interaktiivisuutta vaativissa sovelluksissa, koska törmäysten havaitseminen mahdollistaa vuorovaikutuksen käyttäjän ja virtuaalisen ympäristön välillä. Työn ongelmana oli, miten selaimet soveltuvat kolmiulotteisen sisällön esittämiseen törmäystarkastelun näkökulmasta ja miten tähän tarkoitukseen luodaan kirjasto JavaScript-kielellä. Kirjastolle asetettiin ohjelmistovaatimuksiksi käytön helppous, siirrettävyys, laajennettavuus ja suorituskyky. Toteutetun kirjaston toimintaa testattiin WebGL:llä toteutetulla testisovelluksella, jota ajettiin eri selaimilla. Testeissä saatujen tulosten perusteella tehtiin päätelmiä luodun kirjaston toiminnasta, käytetyistä selaimista ja web-sovelluskehitysprosessista. Kirjaston toimintaa testattiin eri selaimilla ja selainten välillä havaittiin selkeitä suorituskykyeroja. Havaintojen perusteella päädyttiin johtopäätöksiin, joiden mukaan web-sovelluskehityksessä sovellusten testaaminen eri selaimilla nousee tärkeään asemaan, koska sovelluksen toiminta voi hidastua huomattavasti selaimesta riippuen ja sovelluksen interaktiivinen ja reaaliaikainen luonne voi kärsiä. Lisäksi tehtiin johtopäätöksiä dokumentoinnin roolista web-sovelluskehityksessä. Web-sovelluskehityksessä käytettävät dynaamiset ohjelmointikielet vaativat hyvän dokumentaation rajapintamäärittelyjen tueksi, jotta toteutettavan kirjaston rajapinnan vaatimat tietotyypit voidaan ilmaista selkeästi kirjaston käyttäjälle ja siten ohjata käyttäjää kirjaston käytössä. Toteutetun kirjaston arvioinnissa havaittiin, että kirjasto soveltuu hyvin törmäysten havaitsemiseen selainympäristössä, ja kirjaston toteutus vastaa hyvin kirjastolle asetettuja ohjelmistovaatimuksia. /Kir1