[发明专利]向量化并行碰撞检测流水线

说明书

技术领域

本发明一般涉及物理仿真流水线，物理仿真流水线能够量化对象之间的关 系，以供计算机分析。

背景技术

物理仿真在各种计算机运算中使用，其中对象的图像以现实方式相互作用。 例如，在图像相互作用的视频游戏中，期望使用物理仿真流水线显示设备如何 相互作用。例如，如果图像显示两辆汽车碰撞，物理仿真流水线能够显示碰撞 结果的逼真描述。

在物理仿真流水线中，具有包括并行碰撞检测流水线的几何阶段。并行碰 撞检测流水线获取几何主体的位置、旋转和速度信息，并且产生一接触点集合。 为某些或全部接触点建立主体之间的接合点。该接合点集合用于力的计算和物 理仿真阶段，进而产生作用于主体的计算机的力，并响应于对那些力仿真正确 的主体运动。

碰撞检测是物理仿真流水线的一个阶段，在建模场景中负责检测对象之间 的接触点。场景中的每个对象用具有诸如质量之类的物理特征的某些几何形状 表示。

碰撞检测阶段通常包括宽泛阶段和精细阶段。所述宽泛阶段检测在感兴趣 的场景中彼此之间可能有接触的成对的对象。这些成对对象中的每一个进入用 于精确接触检测的精细阶段。所以，宽泛阶段的目标是减少用于精细阶段分析 的成对对象的数量。

碰撞检测阶段的输出是该对象对中对象之间的接触点。每个接触点用场景 中的其三维坐标定义，并且通过指针指向两个相关的接触对象。通常接触点包 含一些附加信息，该信息有助于精确的执行碰撞分解。接合点是一种特定结构， 该特定结构将两个主体之间接触点描述为进行碰撞分解的下一物理阶段的约束 条件，称作物理求解器。这些物理求解器对主体施加额外的力。这些额外的力 防止对象在场景中穿透。

附图说明

图1是本发明一个实施例的示意性描述；

图2描述根据一个实施例的具有在不同网格层上的两个轴对齐包围盒的网 格；

图3描绘根据一个实施例，在i+2层的轴对齐包围盒以及插入其中的单元；

图4描绘在i+1层的轴对齐包围盒以及插入其中的单元；以及

图5描绘本发明一个实施例的流程图。

具体实施方式

参见图1，描述了向量化并行碰撞检测流水线10。对于“向量化”，旨在涉 及将同样的算术运算序列变换为单个指令。然后单个指令可用于重复处理多个 向量化的数据集。因此，向量化是重新组织程序的过程，使得编译器能够使用 向量。向量是在存储器中以一维顺序排列的数组。单指令多数据(SIMD)处理 器，也称为向量处理器，在同一类型的数学数据上重复执行单一运算。单指令 多数据处理器通过对类似安排的数据集合重复且并行执行单一运算的循环的向 量化来采用并行度。数据并行度能在可同时处理大量数据的向量处理器和单指 令多重数据处理器上采用，因而可同时执行多数据单元上的数学运算。

因此，在一些实施例中，并行碰撞检测流水线10适应于单指令多数据处理 器。流水线10能够采用SIMD处理器的并行度，并且使得单指令多数据处理器 能够对数据进行最高效的处理而不必重新打包和重新排列数据。所以，单指令 多数据处理器可以通过更有效的方式高效率地处理被适当分组的数据集合。

由诸如游戏程序的用户代码产生的接触接合点集合依赖于图像主体之间关 于接触点信息。具体地，碰撞检测使用主体位置和穿入信息的相应深度。该信 息由图1中的并行碰撞检测流水线10通过碰撞检测用户接口传递给了用户定义 代码。用户代码为由碰撞检测所检测到的每个接触点建立接触接合点。并行碰 撞检测流水线架构可针对这样的行为优化。当碰撞检测流水线工作时调用用户 代码。

在宽泛阶段20中，碰撞检测算法并行处理数据，并且接触接合点被并行建 立，使得可重复输入每个用户的代码。