虚拟环境中的对象的图形模拟的制作方法
【专利说明】虚拟环境中的对象的图形模拟
[0001]本申请是PCT国际申请号为PCT/RU2009/000726、国际公布号为TO2011/078724、中国国家申请号为CN 200980163108.X、题为“虚拟环境中的对象的图形模拟”的申请的分案申请。
[0002]本专利文件的公开的部分内容包括受到版权保护的材料。其所有者对于任何人对其专利文件或专利公开内容(如专利和商标局专利文件或记录所呈现)的传真复制没有任何异议，但保留其他一切权利。
[0003]本文中所引用的一些标记可能是普通法或是附属于或非附属于申请人或受让人的第三方注册商标。这些标记的使用是为了通过示例的方式提供可实施性披露，而不应被理解为将本发明的范围限制于与此类标记相关联的材料。
技术领域
[0004]本发明一般涉及模拟引擎，更具体地涉及对虚拟环境中的物理对象进行图形模拟。
【背景技术】
[0005]图形模拟引擎涉及可被用于对虚拟环境中的物理模型或对象进行图形模拟的软件应用。模拟引擎可模拟并预测图形渲染对象在不同条件下的物理变化，以对该对象作为真实对象受到现实世界力和物理规律作用时的事件和影响进行近似。
[0006]现有的模拟引擎可将物理对象表示为简单或复杂粒子的集合。简单粒子缺乏空间扩展，因为简单粒子是图形粒子的表示，其中对该粒子的尺寸、形状和结构的改变在给定表示情境中不相关。因此，简单粒子一般限于支持不可变形的对象在三个空间方向上(即，三个自由度)的运动。不可变形的对象指的是如下对象:在该对象内的任何两个给定粒子之间的距离随时间保持恒定，且与施加于对象上的外力无关。
[0007]与此相反，复杂粒子可用于表示有限大小的可变形的或不可变形的对象。可变形的对象指的是如下对象:在该对象内的任何两个给定粒子之间的距离可相对于施加于该对象上的外力而随时间变化。复杂粒子占据空间，且一般实现为除了支持在三个空间方向上运动之外还支持在三个空间方向上旋转(即，六个自由度)。
[0008]由于复杂粒子和简单粒子之间的区别，与简单粒子模拟的计算相比，涉及复杂粒子模拟的碰撞相关的计算要复杂得多。而且，在复杂粒子模拟中，碰撞检测或其他参数的精度可能会随着复杂粒子数量的增加而降低。
【发明内容】
[0009]根据本申请的一个方面，提出了一种用于在多维虚拟空间中模拟图形对象的计算机实现方法，所述方法包括:监测第一图形对象与第二图形对象之间的近似距离，所述第一图形对象具有至少第一粒子，且所述第二图形对象具有至少第二粒子；检测所述第一粒子与所述第二粒子之间的碰撞；计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第一组力，其中在第一情境中计算所述第一组力，在所述第一情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的X种粒子属性；计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第二组力，其中在第二情境中计算所述第二组力，在所述第二情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的Y种粒子属性，其中x〈Y;以及基于所述第一组力和第二组力的计算结果，计算在碰撞之后所述第一图形对象和第二图形对象中的粒子的位置和取向。
[0010]根据本申请的再一个方面，提出了一种用于在多维虚拟空间中模拟图形对象的系统，所述系统包括:用于监测第一图形对象与第二图形对象之间的近似距离的逻辑单元，所述第一图形对象具有至少第一粒子，且所述第二图形对象具有至少第二粒子；用于检测所述第一粒子与所述第二粒子之间的碰撞的逻辑单元；用于计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第一组力的逻辑单元，其中在第一情境中计算所述第一组力，在所述第一情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的X种粒子属性；用于计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第二组力的逻辑单元，其中在第二情境中计算所述第二组力，在所述第二情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的Y种粒子属性，其中x〈Y;以及基于所述第一组力和第二组力的计算结果计算在碰撞之后所述第一图形对象和第二图形对象中的粒子的位置和取向的逻辑单元。
[0011]根据本申请的还有一个方面，提出了一种用于在多维虚拟空间中模拟图形对象的设备，包括:用于监测第一图形对象与第二图形对象之间的近似距离的装置，所述第一图形对象具有至少第一粒子，且所述第二图形对象具有至少第二粒子；用于检测所述第一粒子与第二粒子之间的碰撞的装置；用于计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第一组力的装置，其中在第一情境中计算所述第一组力，在所述第一情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的X种粒子属性；用于计算由于碰撞所引起的与所述第一粒子和第二粒子相关联的第二组力的装置，其中在第二情境中计算所述第二组力，在所述第二情境中考虑了与所述第一粒子和第二粒子相关联的Y种粒子属性，其中χ〈γ;以及用于基于所述第一组力和第二组力的计算结果，计算在碰撞之后所述第一图形对象和第二图形对象中的粒子的位置和取向的装置。
[0012]附图简述
[0013]通过参照以下所提供的附图来理解要求保护主题的实施例。
[0014]图1A是计算系统的示例性框图，在该计算系统中可以利用模拟引擎对物理对象进行图形化渲染。
[0015]图1B是根据一个实施例的基于图形粒子的集合进行图形化模拟的示例性对象。
[0016]图2是根据一个实施例的用于图形对象模拟的示例性方法的流程图。
[0017]图3示出了根据一个实施例的用于两个碰撞粒子的诸个力的计算。
[0018]图4Α到4D示出了根据一个或多个实施例的计算环境中的用于物理对象模拟的示例性伪代码。
[0019]图5示出了根据一个实施例的使用矢量处理器对一组简单粒子的速度进行更新的示例性机制的框图。
[0020]在不同的图中通过相同标号引用的本发明的特征、元件和方面表示根据本发明的一个或多个实施例的相同、等价或类似的特征、元件或方面。
【具体实施方式】
[0021]为了总结的目的，本文描述了要求保护主题的一些方面、优点和新颖特征。应当理解，不是所有这些优点都可根据本发明的任一特定实施例实现。因此，本发明以实现或优化一个或一组优点而非实现本文所教示或提出的所有优点的方式具体化或实现。
[0022]提供了一种用于在多维虚拟空间对图形对象进行模拟的方法。该方法包括监测第一图形对象和第二图形对象之间的近似距离。第一图形对象可具有至少第一粒子，且第二图形对象可具有至少第二粒子。该方法可进一步包括检测第一粒子和第二粒子之间的碰撞，并计算由于碰撞所引起的与第一和第二粒子相关联的第一组力。在第一情境中计算第一组力，在该第一情境中考虑了与第一和第二粒子相关联X种粒子属性。还计算了由于碰撞所引起的与第一和第二粒子相关联的第二组力。在第二情境中计算所述第二组力，在该第二情境中考虑了与第一和第二粒子相关联的Y种粒子属性，其中x〈Y。基于第一和第二组力的计算结果来计算在碰撞后第一和第二图形对象中的粒子的位置和取向。
[0023]根据另一实施例，提供包括一个或多个逻辑单元的系统。所述一个或多个逻辑单元被配置为实现与上述所公开的方法相关联的功能和操作。根据本发明的又一实施例，提供了包括计算机可用介质的计算机程序产品，该计算机可用介质具有计算机可读程序。当在计算机上执行该计算机可读程序时，使得计算机执行与上述所公开的方法相关联的功能和操作。
[0024]下文参照附图更详细地提供了一个或多个上述公开的实施例以及某些替代方案。然而，所要求保护的主题不限于所公开的任何特定实施例。
[0025]参照图1Α，根据一个实施例，示例性计算系统100包括处理器102和显示器104