Massiv parallele Algorithmen und Architekturen zur hardware-beschleunigten Kollisionserkennung in der Echtzeit Computergraphik

用于实时计算机图形学中硬件加速碰撞检测的大规模并行算法和架构

• 批准号: 5433618
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Gabriel Zachmann
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Computergraphik und Virtuelle Realität (CGVR)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2003-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5433618?language=en
• 关键词: Massiv; parallele; Algorithmen; und; Architekturen

Schnelle Kollisionserkennung bei bewegten Objekten ist eine wesentliche Voraussetzung für viele wirtschaftlich relevante Anwendungen der virtuellen Realität (z.B. Virtual Prototyping), insbesondere aber auch für Anwendungen der Computergraphik auf Massenmärkten, wie z.B. Computerspiele und Medizin. Leider stellt gerade die Kollisionserkennung einen Geschwindigkeits-Engpass in diesen Anwendungen dar. Im Gegensatz zur Visualisierung der graphischen Objekte findet die Berechnung der Kollisionen jedoch immer noch auf der CPU statt, so dass bislang nur eine relativ geringe Anzahl von Objekten in solchen Echtzeitszenarien untersucht werden kann. Diese Diskrepanz wird sich in Zukunft noch weiter verschärfen, da z.Z. die Leistungssteigerung der Graphik-Hardware weit über der der CPUs liegt. Der o.g. Engpass kann also nur durch eine dedizierte Hardware behoben werden. Ziel des beantragten Projekts ist es daher, schnelle und massiv-parallele Algorithmen zur Kollisionserkennung zu entwickeln, die sich für eine Realisierung in Hardware eignen. Darüber hinaus soll eine Hardwareimplementierung einiger dieser Kollisionsalgorithmen vorgenommen und evaluiert werden. Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung einer neuen Design-Methodik für die Simulation und Implementierung dieser Algorithmenklasse in dynamisch rekonfigurierbarer Hardware (d.h., zur Laufzeit veränderlichen Hardwarestrukturen). Dies ist notwendig, da zum einen das Problem der Kollisionserkennung prädestiniert ist für solch eine Hardware, zum anderen eine solche Design-Methodik noch nicht existiert.

Schnelle Kollisionserkennung bei bewegten Objekten ist eine wesentliche Voraussetzung für viele schaftlich relevante Anwendungen der virtuellen Realität（z.B.虚拟样机），insbesondere aber auch für Anwendungen der Computergraphik auf Massenmärkten，wie z.B.电脑游戏和医疗他们在那里开始了一个历史性的工程。在图形对象的可视化方面，我们发现，在CPU状态下，Kollisionen jedoh的错误仍然存在，因此，只有一个相对于对象的Anzahl可以在韦尔登中找到。这支队伍将在Z.Z.继续前进。图形硬件的设计要优于CPU。Der o.g.也可以通过一个专门的硬件来实现韦尔登。Ziel des beantragten Projekts ist es daher，schnelle und dav-paralleles zur Kollisionserkennung zu entwickeln，die sich für eine Realisierung in Hardware eignen.我们需要一个硬件实现，这个硬件实现需要一个韦尔登。Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung einer neuen Design-Methodik für die Simulation und Implementierung dieser promenklasse in dynamisch rekonfigurierbarer Hardware（d.h.，zur Laufzeit veränderlichen Hardwarestrukturen）. Dies ist notwendig，da zum einen das Problem der Kollisionserkennung prädestiniert ist für solch eine Hardware，zum anderen eine solche Design-Methodik noch nicht issutiert.

项目成果

Inner Sphere Trees and Their Application to Collision Detection

内球树及其在碰撞检测中的应用

• DOI: 10.1007/978-3-211-99178-7_10
• 发表时间: 2011
• 作者: René Weller;Gabriel Zachmann
• 通讯作者: Gabriel Zachmann

A benchmarking suite for 6-DOF real time collision response algorithms

六自由度实时碰撞响应算法的基准测试套件

• DOI: 10.1145/1889863.1889874
• 发表时间: 2010
• 作者: René Weller;David Mainzer;Mikel Sagardia;Thomas Hulin;Gabriel Zachmann;Carsten Preusche
• 通讯作者: Carsten Preusche

ProtoSphere: a GPU-assisted prototype guided sphere packing algorithm for arbitrary objects

ProtoSphere：一种用于任意对象的 GPU 辅助原型引导球体包装算法

• DOI: 10.1145/1899950.1899958
• 发表时间: 2010
• 期刊: ACM SIGGRAPH ASIA 2010 Sketches
• 作者: René Weller;Gabriel Zachmann
• 通讯作者: Gabriel Zachmann