THÔNG TIN TÀI LIỆU
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thế Anh PHÁT HIỆN VÀ XỬ LÝ VA CHẠM TRONG CÁC HỆ THỐNG THỰC TẠI ẢO VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TỐN “AN TỒN GIAO THƠNG” LUẬN VĂN THẠC SỸ Hà nội, 2006 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thế Anh PHÁT HIỆN VÀ XỬ LÝ VA CHẠM TRONG CÁC HỆ THỐNG THỰC TẠI ẢO VÀ ỨNG DỤNG VÀO BÀI TỐN “AN TỒN GIAO THƠNG” Ngành: Công nghệ thông tin Mã số: 1.01.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ Người hướng dẫn khoa học : TS Đỗ Năng Toàn Hà nội, 2006 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC Lời cảm ơn Trang Lời cam đoan Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Mục lục Mở đầu Chương Tổng quan Thực ảo 1.1 Định nghĩa Thực ảo (VR - Virtual Reality) …………………………… 1.2 Ba đặc tính VR ……………………………………………… 1.3 Các thành phần hệ thống VR ……………………………………….… 1.4 Ứng dụng Thực ảo ………………………………………………… 11 1.5 Các công cụ phát triển ứng dụng Thực ảo ………………… ………… 12 1.5.1 Các phần mềm xây dựng mơ hình ……………………………… … 12 1.5.2 Các cơng cụ lập trình ……………………………………………… 14 Chương Các phương pháp phát va chạm 16 2.1 Kĩ thuật phát va chạm dựa vào hộp bao AABB …………………… 17 2.1.1 Định nghĩa hộp bao AABB ………………………………………… 17 2.1.2 Phát va chạm hai AABB ………………………………… 17 2.2 Kỹ thuật hộp bao theo hướng (Oriented Bounding Boxes) ……………… 18 2.2.1 Định nghĩa hộp bao theo hướng (OBB) …………………………… 18 2.2.2 Kiểm tra nhanh va chạm hai hộp bao OBBs ………………… 19 2.2.3 Tìm điểm va chạm ………………………………………………… 24 2.2.4 Phát va chạm đối tượng di chuyển …………………… 29 2.2.4.1 Phương pháp Euler …………………………………………… 30 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.2.4.2 Phương pháp Runge Kutte (RK4) 30 2.3 Phát va chạm hộp bao OBB tam giác 31 2.3.1 Kiểm tra nhanh có va chạm OBB tam giác 31 2.3.2 Tìm điểm va chạm hộp bao OBB tam giác 33 Chương Xử lý hiệu ứng sau va chạm 41 3.1 Tổng quan động lực học vật rắn 41 3.1.1 Mô ment qn tính ( Moment of Inertia) …………………………… 41 3.1.2 Mơ ment quay (Torque) 42 3.1.3 Mối liên hệ mô ment qn tính mơ ment quay …………… 43 3.1.4 Vectơ trạng thái đối tượng ……………………………………… 43 3.1.5 Tính toán xung lực ảnh hưởng …………………………………… 45 3.1.5.1 Sử dụng định luật bảo toàn động lượng lượng ……… 46 3.1.5.2 Tính tốn lực ảnh hưởng thơng qua tính tốn xung …………… 47 3.2 Xử lý hiệu ứng méo mó, biến dạng sau va chạm ………………… 48 3.2.1 Ý tưởng thuật toán 48 3.2.2 Giới thiệu hàm Open Uniform B-Splines ……………………… 49 3.2.2.1 Vector nút đường cong Open, Uniform B-Splines ……… 49 3.2.2.2 Định nghĩa đường cong Open, Uniform B-Splines 1D …….… 49 3.2.2.3 Định nghĩa đường cong Open, Uniform B-Splines 2D ……… 50 3.2.2.4 Định nghĩa đường cong Open Uniform B-Splines 3D ……… 52 Chương Ứng dụng vào toán "Tun truyền an tồn giao thơng” 53 4.1 Giới thiệu tốn “Tun truyền an tồn giao thơng” ……………………53 4.2 Xây dựng hệ thống mơ tình giao thông ………………… 54 4.3 Các kết đạt ……………………………………………………… 55 Kết luận 58 Tài liệu tham khảo 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học, người ngày có nhu cầu tiếp cận với cơng nghệ để nâng cao đời sống, tiến gần với sống đại Cơng nghệ thơng tin đời nhằm mục đích đáp ứng dần nhu cầu Và thực tế, ngành khoa học có thành tích đáng kể đáp ứng phần nhu cầu sống đại, chẳng hạn đưa tự động hóa vào quản lý sản xuất để giảm bớt sức lao động người; cung cấp phương tiện trao đổi tìm kiếm thơng tin – Internet giúp người cập nhật, trao đổi thông tin cách dễ dàng, xác; cơng nghệ phục vụ cho lĩnh vực điện ảnh giải trí, giải tốn quản lý hay cung cấp phần mềm có tính ứng dụng cao Trong năm gần công nghệ thông tin đạt bước phát triển nhảy vọt phần cứng lẫn phần mềm Những ứng dụng vào sống ngày phong phú, đa dạng thiết thực Từ lĩnh vực khoa học đến lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật lĩnh vực giải trí, du lịch khơng lĩnh vực khơng có ứng dụng thiết thực hiệu công nghệ thông tin Sự phát triển khơng ngừng sức mạnh máy tính làm cho số lĩnh vực khó phát triển trước có khả phát triển đạt thành tựu đáng kể,chúng ta kể đến lĩnh vực như: Các hệ chuyên gia, hệ xử lý thời gian thực vv… Một lĩnh vực khác cần phải kể đến cơng nghệ mơ Mặc dù cơng nghệ mơ cịn lĩnh vực Việt Nam nước có nhiều đơn vị đầu tư, nghiên cứu lĩnh vực này, tiên phong phải kể đến phịng thí nghiệm Thực ảo - Viện CNTT, trung tâm Công nghệ mô - Học viện Kĩ thuật Quân sự, trung tâm làm thực ảo, quảng cáo thuộc Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội, Trung tâm mô - Đại học Bách khoa Hà Nội… Trên giới, ứng dụng công nghệ mô vào lĩnh vực đời sống trở nên ngày phong phú, đa dạng, dường trở thành phần thiếu sống Vì nghiên cứu phát triển cơng nghệ mơ (cịn gọi cơng nghệ thực ảo) trở thành hướng nghiên cứu mang lại nhiều hứa hẹn (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 Vấn đề va chạm thường vấn đề khó nghiên cứu thực tế, chẳng hạn công ty sản xuất xe máy, xe ô tô trước tung sản phẩm thị trường phải tiến hành thử nghiệm va chạm để kiểm tra tính bền tính an tồn sản phẩm làm Những vấn đề nghiên cứu thử nghiệm thực tế cịn nhiều hạn chế nhiều lý do, nhiều trường hợp va chạm mà cần nghiên cứu chưa thể thực Một vấn đề khác chi phí cung cấp cho việc thử nghiệm thực tế q lớn Chính giải pháp sử dụng máy tính để mơ vụ va chạm giải pháp thay thích hợp, vấn đề cần thiết cho sống người Vấn đề phát va chạm ứng dụng nhiều lĩnh vực khác như: y học, mô vật lý hay lĩnh vực có nhu cầu lớn giải trí v.v Phát va chạm ứng dụng nhiều môi trường thực ảo Phát va chạm khó, xử lý hậu va chạm cịn khó Chúng ta khơng đơn phát va chạm, quan trọng cần phải xử lý hay mô hành vi đối tượng sau va chạm cho giống với giới thực, chẳng hạn hai xe máy đâm hậu nào? Chúng bị méo mó, biến dạng, bị thay đổi trạng thái (vận tốc hướng) sao? Hoặc hậu xảy tơ đâm vào xe máy nào? Đối tượng di chuyển địa hình khơng phẳng phải khác di chuyển địa hình phẳng Vì khó khăn trên, phát va chạm xử lý hậu va chạm hai vấn đề quan trọng hệ thống thực ảo Trong luận văn này, tơi tìm hiểu nghiên cứu vấn đề phát xử lý hậu va chạm hệ thống thực ảo Trong phát va chạm, tập trung nghiên cứu hai kĩ thuật kĩ thuật sử dụng hình hộp bao theo trục (Axis-Aligned Bounding Boxes - AABBs) kĩ thuật hình hộp bao theo hướng (Oriented Bounding Boxes - OBBs) Khi xử lý hậu va chạm, nghiên cứu sở vật lý động lực học vật rắn [16] (Open Dynamic Engine - ODE), kĩ thuật bóp méo tự sử dụng hàm bao BSplines Volume Cuối cùng, kết hợp hai vấn đề để ứng dụng vào hệ thống “Giúp bạn an tồn tham gia giao thơng” - hệ thống thực ảo mô tình giao thơng “nóng nhất” nhằm tun truyền, trợ giúp người dân biết cách để an tồn tham gia giao thơng (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 Chương Tổng quan Thực ảo Định nghĩa Thực ảo (VR - Virtual Reality) Các nhà khoa học nghiên cứu Thực ảo từ nhiều năm thừa nhận Thực ảo công nghệ có tiềm ứng dụng vơ lớn Nhiều báo, chương trình giới thiệu ti vi, hội thảo, mô tả Thực ảo theo nhiều cách khác Vậy Thực ảo gì? Trước hết giải thích qua khía cạnh chức [4] Thực ảo hệ thống mô phỏng, đồ họa máy tính sử dụng để tạo giới "như thật" Hơn nữa, giới "nhân tạo" không tĩnh mà lại phản ứng, thay đổi theo ý muốn (tín hiệu vào) người sử dụng (nhờ hành động, lời nói, ) Điều xác định đặc tính Thực ảo, tính tương tác thời gian thực (real-time interactivity) Thời gian thực có nghĩa máy tính có khả nhận biết tín hiệu vào người sử dụng thay đổi giới ảo Người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi hình theo ý muốn họ bị thu hút mô Điều nhận thấy quan sát trẻ nhỏ chơi video game Theo báo Bild (Đức), có hai trẻ nhỏ Anh bị thu hút mải mê chơi Nintendo nhà chúng bị cháy không hay biết Tương tác khả thu hút Thực ảo góp phần lớn vào cảm giác đắm chìm (immersion), cảm giác trở thành phần hành động hình mà người sử dụng trải nghiệm Nhưng Thực ảo đẩy cảm giác "thật" nhờ tác động lên tất kênh cảm giác người Trong thực tế, người dùng nhìn thấy đối tượng đồ họa 3D (như hình trang cuối báo Hoa học trị đăng trước kia), điều khiển (xoay, di chuyển, ) đối tượng hình (như game), mà cịn sờ cảm thấy chúng có thật Ngồi khả nhìn (thị giác), nghe (thính giác), sờ (xúc giác), nhà nghiên cứu nghiên cứu để tạo cảm giác khác ngửi (khứu giác), nếm (vị giác) Tuy nhiên Thực ảo cảm giác sử dụng đến (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 Từ phân tích trên, thấy định nghĩa sau C Burdea P Coiffet Thực ảo tương đối xác: VR - Thực ảo hệ thống giao diện cấp cao Người sử dụng Máy tính Hệ thống mơ vật tượng theo thời gian thực tương tác với người sử dụng qua tổng hợp kênh cảm giác Đó ngũ giác gồm: thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, vị giác [4] 1.2 Ba đặc tính VR Như nguyên tắc chủ đạo, hệ thống thực ảo phải có ba đặc tính sau: tính tương tác (interactive), tính đắm chìm (immersion) tính tưởng tượng (imagination) hình 1.1 Tương tác (Interactive) Đắm chìm (Immersion) Tưởng tượng (Imagination) Hình 1.1 Ba đặc điểm hệ thống Thực ảo Sự đắm chìm Giá trị đắm chìm (immersion) gì? Một hiệu ứng mạnh mẽ khả tập trung ý bạn Người ta hay nói người ta đắm chìm vào cơng việc Sự đắm chìm có nghĩa ngăn chặn xao nhãng tập trung cách có chọn lọc vào thơng tin với bạn muốn làm Khả tập trung vào công việc dường điều kiện tiên người thơng minh có óc sáng tạo phi thường Trong óc sáng tạo Picasso điều bí ẩn ơng người khác, thái độ dễ dàng kiểm chứng cá tính mãnh liệt ông ông làm việc - ký tên Ơng cúi gập (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 xuống, dán mặt sát vào trang giấy khơng cịn tồn điều khác ơng ngồi việc làm Một thuộc tính then chốt khác đắm chìm tác động thấu kính mạnh để khai thác kiến thức từ kiện cách biến đổi thành kinh nghiệm Năng lực lý khiến cho nhiều ngành công nghiệp riết khai phá cách sử dụng mơi trường ảo Howard Rheingold cho tìm thấy dấu vết xa xưa việc sử dụng đắm chìm hành động cử hành nghi lễ người tiền sử Các thiếu niên đưa vào bóng tối hang động đầy hình vẽ, câu chuyện kể lại, hình ảnh ca lộ theo trình tự xác thiếu niên bị đắm chìm vào nghi thức dành cho tuổi trưởng thành chúng Chỉ việc loại bỏ phần lại giới nhấn chìm vào khơng gian biệt lập ấy, học hỏi diễn làm biến đổi đứa trẻ thành người trưởng thành Tính tương tác Tính tương tác đắm chìm phương diện then chốt Thực ảo Có hai khía cạnh độc tính tương tác giới ảo điều hướng bên giới động lực học môi trường Sự điều hướng (navigation) đơn giản khả người dùng để di chuyển khắp nơi cách độc lập, bên môi trường thật Nhà phát triển phần mềm thiết lập áp đặt việc truy cập vào khu vực ảo định, cho phép có nhiều mức độ tự khác Hình 1.2 Tính tương tác hệ thống Thực ảo (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 Một khía cạnh khác điều hướng định vị điểm nhìn người dùng Sự kiểm sốt điểm nhìn hẳn có nghĩa việc theo dõi bạn từ khoảng cách, việc quan sát cảnh tượng thông qua đôi mắt người khác, di chuyển khắp thiết kế cao ốc thể ngồi ghế đẩy… Động lực học môi trường quy tắc cách thức mà nội dung (người, vật, … thứ) tương tác với trật tự để trao đổi lượng thông tin Mỗi đối tượng (object) mối quan hệ với đối tượng khác (kể với người dùng) yếu tố thiết kế suy xét cẩn thận nhà phát triển Trong số yếu tố kể đến vị trí, màu sắc, hình dạng kích thước mơi trường Kết là, Thực ảo trải nghiệm trạng thái sống giới khác - giới cai quản luật lệ chọn lọc, ngụ cư đối tượng với thuộc tính mà nhà sáng tạo chọn lựa để ấn định cho chúng Chính tính chất linh động việc sáng tạo biểu trưng mơi trường ảo tạo nên tình trạng kích động thực ảo Phim ảnh 3D đến Nhưng việc bước vào giới phản ứng lại với bạn độc bạn, giới có sống độc lập riêng - Thực ảo Tính tưởng tượng Như trình bày, hai đặc tính Thực ảo Tương tác Đắm chìm, hai "I" (Interactive, Immersion) mà nhiều người biết Tuy nhiên Thực ảo cần có đặc tính thứ ba mà người để ý tới Thực ảo không hệ thống tương tác Người - Máy tính, mà ứng dụng cịn liên quan tới việc giải vấn đề thật kỹ thuật, y học, quân sự, Các ứng dụng nhà phát triển Thực ảo thiết kế, điều phụ thuộc nhiều vào khả Tưởng tượng người, đặc tính "I" (Imagination) thứ ba Thực ảo Do coi Thực ảo tổng hợp ba yếu tố: Tương tác - Đắm chìm - Tưởng tượng (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 46 Wbiy, Wbfy Vận tốc góc theo trục y đối tượng b trước sau va chạm Wbiz, Wbfz Vận tốc góc theo trục z đối tượng b trước sau va chạm F Lực tác dụng lên đối tượng sau va chạm J Xung tác dụng lên đối tượng sau va chạm e Hệ số đàn hồi hai đối tượng rắn (0 e 1) Bảng 3.1 Bảng kí hiệu sử dụng xử lý hậu va chạm 3.1.5.1 Sử dụng định luật bảo toàn động lượng lượng Sử dụng định luật bảo toàn động lượng áp dụng cho vận tốc dài, ta có phương trình sau: M a *[Vaix ,Vaiy ,Vaiz ] M b *[Vbix ,Vbiy ,Vbiz ] M a *[Vafx ,Vafy ,Vafz ] M b *[Vbfx ,Vbfy ,Vbfz ] (3.10) Sử dụng định luật bảo tồn động lượng áp dụng cho vận tốc góc, ta có phương trình sau: I axx I axy I axz waix I bxx I bxy I bxz wbix I axy I ayy I ayz waiy I bxy I byy I byz wbiy Iaxz I I azz waiz I bxz I byz I bzz wbiz ayz (3.11) I axx I axy I axz waix I bxx I bxy I bxz wbix I axy I ayy I ayz waiy I bxy I byy I byz wbiy I axz I ayz I azz waiz I bxz I byz I bzz wbiz Sử dụng định luật bảo tồn lượng, ta có phương trình (3.12): 2 2 2 Vaix M a Vaiy M a Vaiz M a I axx waix I ayy waiy I azz waiz I axy waix waiy I axz waix waiz (3.12) 2 2 I ayz waiy waiz Vbix M b Vbiy M b Vbiz2 M b I bxx wbix I byy wbiy I bzz wbiz I bxy wbix wbiy 2 2 2 I bxz wbix wbiz I byz wbiy wbiz Vafx M a Vafy M a Vafz M a I axx wafx I ayy wafy I azz wafz 2 2 I axy wafx wafy I axz wafx wafz I ayz wafy wafz Vbfx M b Vbfy M b Vbfz2 M b I bxx wbfx I byy wbfy I bzz wbfz I bxy wbfx wbfy I bxz wbfx wbfz I byz wbfy wbfz Đến đây, có phương trình với 12 ẩn (Vafx, Vafy, Vafz, Vbfx, Vbfy, Vbfz, Wafx, Wafy, Wafz, Wbfx, Wbfy, Wbfz) Vì vậy, theo cách tiếp cận này, khơng thể tìm thơng số mong muốn (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 47 3.2.5.2 Tính tốn lực ảnh hưởng thơng qua xung Xung lực ảnh hưởng lực khoảng thời gian t, chọn t = timeStep (đơn vị thời gian mơ phỏng) biết xung ảnh hưởng lên đối tượng, ta xác định lực ảnh hưởng lên đối tượng theo công thức: Impluse = F*t Để thuận tiện, ta kí hiệu J xung lực Trước hết, đưa số giả thuyết sau: Giả sử hai đối tượng rắn va chạm với đàn hồi, mức độ đàn hồi (tốc độ bật sau va chạm) hai vật rắn đặc trưng tham số e [0,1] Nếu e=0 hai vật khơng đàn hồi, nghĩa sau va chạm, hai vật dính vào chuyển động với vận tốc Ngược lại, e=1 hai vật gọi đàn hồi tuyệt đối (ví dụ hai bóng bật ra) Trường hợp, e=0 việc tính tốn dễ dàng [11], trường hợp lượng hệ thống sau va chạm nhỏ trước lúc va chạm, ta không nên áp dụng định luật bào toàn lượng Xét trường hợp hợp vật có đàn hồi, với hệ số bật lại (coeffection of restitution) e phụ thuộc vào chất liệu hai vật rắn [9, 12] xác định theo công thức: e * (Vai - Vbi)= -(Vaf - Vbf) (3.13) Trong đó: - Vai vận tốc vủa vật rắn A trước va chạm (vector) - Vaf vận tốc vật rắn A sau va chạm - Vbi vận tốc vật rắn B trước va chạm - Vbf vận tốc vật rắn B sau va chạm (e+1)(Vai - Vbi) = Vai - Vaf -Vbi + Vbf = (Vai-Vaf) - (Vbi-Vbf) = Va-Vb Mặt khác, ta biết V J (Impluse) có mối liên hệ sau [11, 13]: Vp = J/M + ([I]-1(J x r)) x r Trong đó: - Vp: thay đổi vận tốc điểm P vật rắn - I : mơment qn tính vật rắn [3x3] - r : khoảng cách từ vị trí điểm P đến tâm vật rắn - M: khối lượng vật rắn - •: tích vơ hướng (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 48 - x: tích có hướng Suy ra: (e+1) * (Vai - Vbi)= J/Ma +([Ia]-1(J x ra)) x - [J/Mb +([Ib]-1(J x rb)) x rb] Chúng ta giải phương trình để tìm J, trước hết J đại lượng vector, ta không xét hệ số ma xát va chạm chiều J trùng chiều pháp tuyến điểm va chạm (contact point), ngược lại có xét đến hệ số va chạm chiều J tổ hợp thông qua vector pháp tuyến n (normal) hai vector tiếp tuyến với n (tangent) Để đơn giản, ta xét trường hợp hệ thống khơng có ma sát,khi ta viết J dạng: J = |J|*n ([Ia]-1(J x ra)) x = |J| * ([Ia]-1(n x ra)) x |J| = (e+1) * (Vai-Vbi) / (1/Ma +n•([Ia]-1(n x ra)) x - [1/Mb +n•([Ib]-1(n x rb)) x rb]) Biết J, ta tính Vaf, Vbf F sau: Vaf = Vai - J/Ma, Vbf = Vbi - J/Mb, F = J*t 3.2 Xử lý hiệu ứng méo mó, biến dạng sau va chạm 3.2.1 Ý tưởng thuật toán Giả sử ta xét không gian R3, hai đối tượng A, B va chạm nhau, cách sử dụng kỹ thuật phát OBB để phát va chạm lấy thông tin điểm va chạm, cần phải xứ lý thêm hiệu ứng méo mó, biến dạng đối tượng tham gia va chạm Một cách tiếp cận cho vấn đề sử dụng kĩ thuật bóp méo tự [10, 17] (Free Form Deformation) Với đối tượng, tìm hình bao AABB bao quanh Trên hình bao AABB này, ta lập lưới (lattice) điểm điều khiển Số lượng điểm điều khiển chiều tuỳ ý, giả sử chúng Nu,Nv,Nw Tổng số điểm điều khiển N = Nu*Nv*Nw Từ điểm điều khiển này, ta xây dựng đường bao B-Splines 3D, đều, tuần hoàn qua điểm điều khiển Với đối tượng, bổ sung thuộc tính độ cứng chúng (stiff) Khi hai đối tượng A, B va chạm nhau, ta lấy thông tin điểm va chạm xung ảnh hưởng lên đối tượng Từ điểm va chạm, ta tìm điểm điều khiển gần điểm va chạm phạm vị bán kính R Sau xác định độ chuyển dịch cho điểm điều khiển tác dụng xung (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 49 vừa tính Mối liên hệ xung độ cứng đối tượng tương tự mối quan hệ lực với độ cứng lò xo Vì vậy, ta áp dụng mối liên hệ để tính tốn độ chuyển dịch cho điểm điều khiển Khi tính tốn độ chuyển dịch cho điểm điều khiển, tiếp tục tính toán ảnh hưởng điểm thuộc bề mặt đối tượng theo nguyên lý hàm B- Splines Để hiệu rõ thuật tốn bóp méo tự sử dụng hàm B-Splines 3D, tuần hoàn, phần ta giới thiệu chi tiết loại hàm B-Splines [1, 18] 3.2.2 Giới thiệu hàm Open Uniform B-Splines Trong số đường cong phổ biến (Beirier, B-Splines, ) đường cong BSplines có nhiều ứng dụng Với tập điểm điều khiển cho trước, đường cong B-Splines có tính chất thay đổi cục bộ, nghĩa ta dịch chuyển điểm điều khiển số đoạn cong liền kề bị thay đổi, đường cong khác, thay đổi điểm điều khiển tồn đường cong bị thay đổi Vì tính chất mềm dẻo nên đường cong B-Splines hay dùng kỹ thuật xử lý ảnh bóp méo, biến đổi Morphing,… 3.2.2.1 Vector nút đường cong Open, Uniform B-Splines Với N+1 điểm điều khiển, người ta định nghĩa vector gồm N+K+2 phần tử cách gọi vector nút đường cong B-Splines bậc K Bậc K có nghĩa là, đoạn cong (tức hàm hợp) B-Splines đa thức có bậc K, thơng thường ta hay xét đường B-Splines bậc (đường Cubic) Kí hiệu U = {U0,U1, UN+K+2} vector nút đường B-Splines đều, Ui+1 - Ui = const Ví dụ U = {0,1,2,3,…} Đường cong B-Splines không phụ thuộc vào số lượng điểm điều khiển, vector nút cố định tính toán lần khởi tạo đường cong 3.2.2.2 Định nghĩa đường cong Open, Uniform B-Splines 1D Đường cong B-Splines 1D hay gọi đường B-Splines sở Được định nghĩa sau: Cho N+1 điểm điều khiển P0,P1, PN Đường cong B-Splines có bậc K, xác định N+1 điểm điều khiển tập điểm (u,F(u)) với u [0,1], F(u) xác định theo công thức nội suy sau: N F (u ) Pi * Bi ,K (u ) i 0 (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 50 Trong đó, Bi,K(u) hàm hợp B-Splines bậc K xác định sau: Bi ,K (u ) (u U i 1 K ) (U i 1 u ) Bi 1,K 1 (u ) Bi ,K 1 (u ) (U i U i 1 K ) (U i 1 U i 2 K ) 1 u u i , u i 1 0 otherwise Trong đó: Bi ,1 Các hàm hợp Bi,k(u) không phụ thuộc vào số lượng điểm điều khiển Thông thường, người ta hay chọn K= 4, nghĩa hàm hợp đường cong bậc Trong trường hợp có N+1 = điểm điều khiển, ta có thảy hàm hợp B-Spline sau B0 (u ) (1 u ) B1 (u) 3u 6u B2 (u) 3u 3u 3u B3 (u ) u3 Các hàm hợp B-Splines có tính chất: chúng khác khảng ngắn tham số, ngược lại hàm hợp Bezier lại khác tồn khoảng tham số.Vì vậy, thay đổi vị trí điểm điều khiển hàm B-Splines làm thay đổi số đoạn cong liền kề mà thơi Các hàm B-Splines 1D gọi hàm sở, thực tế, ta hay làm việc với đối tượng không gian 2D 3D Vì vậy, phần mở rộng định nghĩa hàm B-Splines không gian 2D 3D 3.2.2.3 Định nghĩa đường cong Open, Uniform B-Splines 2D Đường cong B-Splines đều, 2D định nghĩa sau: Nu Nv F2(u,v) = (x,y) = B (u) B (v) P i 0 j 0 i j ij Trong đó, điểm (x,y) chuyển thành toạ độ tham số (u,v) với 0u,v1 Nu, Nv số lượng điểm đặc trưng theo hai chiều tương ứng (u,v) (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 51 Bi(u), Bj(v) hàm hợp B-Splines bậc 3, Nếu Nu=Nv = ta có hàm hợp trương hợp 1D Pij điểm điều khiển hàng i-1 cột j-1 Khơng tính tổng qt, ta xem xét trường hợp Nu=Nv=4, ta với đối tượng A bất kỳ, ta dựng lên hình hộp AABB bao quanh nó, gọi (xmin,ymin), (xmax,ymax) toạ độ hộp bao Ta xác định hàm B-Splines Volume cho đối tượng sau: Đặt Dx = xmax-xmin, Dy = ymax-ymin Ta xác định tập điểm điều khiển (16 điểm) hộp bao sau: Điểm điều khiển thứ i,j (0i, j3) có toạ độ: Pi,j(x) = xmin+ i*Dx/4 Pi,j(y) = ymin + j*Dy/4 Với điểm (x,y) thuộc đối tượng (tổng quát với điểm (x,y) nằm hộp bao) ta ánh xạ (x,y) thành toạ độ tham số (u,v) sau: u = (x-xmin)/Dx v = (y-ymin)/Dy Khi đó, xây dựng hàm B-Splines 2D bậc 3, đều, xác định 16 điểm đặc trưng gọi đường B-Splines bao quanh đối tượng Các tính chất đường bao B-Splines: Nếu tập điểm đặc trưng không bị thay đổi vị trí, nghĩa điểm đặc trưng Pi,j có toạ tham số (i,j) với (0i,j3) điều thú vị với điểm (u,v) thay vào công thức xác định đường B-Splines 2D trên, ta thu giá trị (u,v) cũ, thật vậy: F2((u,v)) = B (u) B (v) P i 0 j 0 i j ij = (u,v) Ta kiểm chứng cách thay Pij = (i,j), hàm hợp Bi(u) Bj(v) xác định đpcm Giả sử, tập điểm điều khiển bị thay đổi (ít có điểm Pij bị thay đổi) Gọi C0 = {Pij} tập điểm điều khiển khởi tạo (khơng có điểm bị thay đổi vị trí), C1 = {Pij’} tập điểm điều khiển bị thay đổi vị trí Đặt C = C1-C0 = {Pij, 0i,j3 } (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 52 Khi đó, phương trình đường B-Splines 2D viết dạng sau: F2((u,v)) = (u,v) + B (u) B (v)P i 0 j 0 i j ij Nhận xét: Một lần nữa, ta khẳng định tập điểm đặc trưng khơng bị thay đổi Pij = với 0i,j3 F2(u,v) = (u,v) với 0u,v1 Nếu tập có điểm đặc trưng Pij thay đổi vị trí số đoạn cong liền kề với Pij bị thay đối theo công thức Điều nói lên rằng, có số điểm (u,v) bên hộp bao bị thay đổi theo Đây tư tưởng thuật tốn bóp méo tự sử dụng hàm B-Splines 2D bậc 3, 3.2.2.4 Định nghĩa đường cong Open Uniform B-Splines 3D Từ sở trình bày đường cong B-Splines 2D, ta hồn tồn mở rộng thành đường cong B-Splines 3D, bậc 3, sau: Nu Nv N W F3(u,v,w) = (x,y,z) = i 0 j 0 k 0 Bi (u ) B j (v) Bk ( w) Pijk Cũng xét cho trường hợp Nu=Nv=Nw= 4, với đối tượng A, ta tìm hộp bao AABB Gọi (xmin, ymin, zmin), (xmax, ymax, zmax) toạ độ hộp bao Ta xác định hàm B-Splines Volume cho đối tượng sau: Đặt Dx = xmax-xmin, Dy = ymax-ymin, Dz = zmax-zmin Ta xác định tập điểm điều khiển (64 điểm) hộp bao sau: Điểm điều khiển thứ i,j,k (0i, j, k3) có toạ độ: Pi,j,k(x) = xmin+ i*Dx/4 Pi,j,k(y) = ymin + j*Dy/4 Pi,j,k(y) = ymin + k*Dz/4 Với điểm (x,y,z) thuộc đối tượng (tổng quát với điểm (x,y,z) nằm hộp bao) ta ánh xạ (x,y,z) thành toạ độ tham số (u,v,w) sau: u = (x-xmin)/Dx, v = (y-ymin)/Dy, w= (z-zmin)/Dz (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 53 Chương Ứng dụng vào tốn "Tun truyền an tồn giao thơng" 4.1 Giới thiệu tốn “Tun truyền giao thơng” An tồn giao thông vấn đề cấp thiết quốc gia, đặc biệt điều kiện Việt Nam với hệ thống giao thơng cịn chưa hồn thiện, ý thức người dân tham gia giao thơng cịn yếu thân chưa có hệ thống giám giát cảnh báo giao thông hiệu Thực ảo lĩnh vực nghiên cứu công nghệ thông tin tỏ hiệu nhiều lĩnh vực Trong đó, lĩnh vực liên quan đến an tồn giao thơng ví dụ Bài tốn an tồn giao thơng thực tế có nhiều giải pháp áp dụng, phương pháp có ưu nhược điểm riêng Một phương pháp hữu hiệu để làm giảm thiểu tai nạn giao thơng tuyên truyền, phổ biến cảnh báo hậu tai nạn giao thông đến cho người để nâng cao ý thức chấp hành luật lệ giao thông Do đó, việc nghiên cứu kỹ thuật va chạm xử lý hậu va chạm hệ thống thực ảo cần thiết nhằm ứng dụng để mơ tình giao thơng thường nhật phục vụ cho mục đích tuyên truyền, trợ giúp người tham gia giao thông biết cách để an toàn Hiện tại, Việt Nam áp dụng phương pháp cách tổ chức trị chơi trên truyền hình liên quan đến an tồn giao thơng chương trình “Tơi u Việt Nam”, “Dạy học luật giao thông”… Tuy nhiên, chương trình có nhược điểm cố hữu chúng xây dựng diễn viên thật nhiều người xem thấy “khơng thật” lý an tồn đóng phim Do vậy, hiệu tuyên truyền không cao Sử dụng công nghệ thực ảo kết hợp với kết nghiên cứu va chạm trên, xây dựng hệ thống “Giúp bạn an toàn tham gia giao (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 54 thông” để mơ tính giao thơng thường xảy thực tế Mỗi tính dạy cho bạn biết cách để an toàn bạn gặp tình tương tự Thơng qua việc nhập vai vào tính đó, người dùng xử lý tình theo nhiều cách tương ứng quan sát hậu xảy Nhờ người dùng rút kết luận riêng, q báu cho 4.2 Xây dựng hệ thống mơ tình giao thơng Hệ thống mơ tình tham gia giao thơng sử dụng ngơn ngữ lập trình Visual C.Net, thư viện đồ hoạ OpenSG Trong hệ thống có sử dụng thư viện mã nguồn mở [9] cài đặt thuật toán phát va chạm sử dụng hộp bao OBB Các mơ hình ô tô lấy từ [12] Sơ đồ khối hệ thống mơ tình giao thơng hình 4.1 Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống mơ tình giao thơng Trong sơ đồ này, khối khối “Tính tốn vector trạng thái mới” cài đặt phương pháp tính tích phân gần hai phương pháp Euler Runge Kutte Ta sử dụng hai hàm cài đặt khối để tính toán vector trạng thái từ tập vector trạng thái (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 55 Khối thứ hai khối “Dị tìm va chạm” cài đặt phương pháp phát va chạm hộp bao OBB (Object Boungding Boxes) Nếu khơng có va chạm khối trả giá trị FALSE, ngược lại khối trả giá trị TRUE đồng thời cung cấp số thông tin vụ va chạm sau: Hai đối tượng va chạm nhau: body0, body1 Điểm tiếp xúc va chạm (contactPoint): điểm mà hai đối tượng va chạm Vector pháp tuyến normal có gốc điểm tiếp xúc, hướng từ body0 sang body1 vng góc với mặt va chạm body0 Khoảng cách mà hai đối tượng thâm nhập vào nhau: penatrate > Toàn cảnh thông tin vụ va chạm biễu diễn hình 4.2 Hình 4.2 Các thơng tin vụ va chạm Khối thứ ba khối “Xử lý va chạm”, khối nhận đầu vào thông tin vụ va chạm tính tốn thay đổi trạng thái cho đối tượng liên quan đến vụ va chạm Trong khối cài đặt hàm xử lý hậu va chạm sử dụng sở vật lý trình bày chương Cuối cùng, tồn thơng tin trạng thái thời đối tượng với liệu hình dạng 3D chúng hiển thị hình thơng qua khối “Render” 4.3 Các kết đạt Hiện tại, xây dựng tình mơ tả việc người tham gia giao thông gặp đèn đỏ không tuân theo luật dẫn đến tai nạn đáng tiếc Nội dung tình mơ tả sau: Khi gặp đèn đỏ, phương tiện giao thông phải dừng lại nơi quy định vị trí dành cho loại phương (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 56 tiện Tuyệt đối khơng phóng nhanh để cố vượt đèn chuyển sang trạng thái vàng đỏ Sau số cảnh liên tiếp mô tả kết việc phát xử lý hậu va chạm, cảnh chụp từ chương trình mơ xe ô tô gặp đèn đỏ cố tình phóng nhanh vượt đèn đỏ để đâm vào xe khác đường có đèn trạng thái màu xanh (hình 4.3) Kết phát xử lý hậu va chạm (chưa có biến dạng) Hình 4.3 Các đối tượng va chạm bị ảnh hưởng sau va chạm (chưa có biến dạng) (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 57 Kết xử lý hiệu ứng biến dạng, méo mó Hình 4.4 Các đối tượng va chạm bị biến dạng sau va chạm (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 58 Kết luận Va chạm xử lý va chạm vấn đề thiếu hệ thống thực ảo Do vậy, có nhiều kết nghiên cứu nhiều tác giả nước vấn đề Hầu hết hệ thống thực ảo phát va chạm sử dụng cách tiếp cận hình bao đối tượng, tuỳ hệ trường hợp cụ thể mà ta sử dụng kỹ thuật hình bao thích hợp Sau phát va chạm, giai đoạn xử lý hậu va chạm thực dựa sở vật lý mà cụ thể động lực học vật rắn Phần cuối luận văn tiến hành cài đặt kết để xây dựng hoàn chỉnh hệ thống mơ tình giao thơng nhằm phục vụ cho mục đích tuyên truyền, cảnh báo ý thức chấp hành luật giao thơng đến người dân Ngồi mục đích trên, hệ thống cịn áp dụng hiệu vào chương trình dạy học luật giao thông cấp, cở sở, ứng dụng để tái tạo lại vụ tai nạn giao thông Những kết thực nghiệm cho thấy phương pháp phát va chạm hộp bao xử lý hậu va chạm cở sở vật lý động lực học vật rắn đảm bảo yêu cầu tốc độ (tính thời gian thực) đặc biệt độ xác Kĩ thuật phát va chạm hộp bao OBB tam giác ứng dụng hiệu việc tìm va chạm đối tượng với mơi trường, địa hình, núi non, hay chướng ngại vật Nó liên quan đến trình phát xử lý va chạm đối tượng di chuyển địa hình phẳng địa hình khơng phẳng Đối với tốn này, người ta thường tối ưu hố q trình xử lý cách biểu diễn bề mặt địa hình QuadTree OctTree Trong luận văn, chưa trình bày chi tiết vấn đề Các kết trình bày tiếp tục phát triển, mở rộng để ứng dụng vào lĩnh vực Y học, trình bày phần giới thiệu, ứng dụng truyền thống Thực ảo Y học Do đó, đầu tư nghiên cứu để ứng dụng Thực ảo vào Y học cần thiết kết nghiên cứu tảng vững để tiếp tục phát triển tương lai (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 59 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng (2004), Đồ hoạ máy tính, tr40-50, Nhà xuất KHKT 2004 [2] Nguyễn Văn Trường (2005), “Động lực học hệ nhiều vật xây dựng thiết bị tập lái”, http://simulationvn.org [3] Lê Huy Vần (2005), Nghiên cứu phát va chạm ứng dụng, tr 41-50, Khố luận tốt nghiệp, ĐH Cơng nghệ [4].Nguyễn Huy Sơn (2005), “VR-Công nghệ tương lai”, http://simulationvn.org Tiếng Anh [5] Devid Eberly (1999), “Numerical Methods for Ordinary Differential Equations”, http://www.geometrictools.com [6] Devid Eberly (1999), “Dynamic Collision Detection using Oriented Bounding Boxes”, http://www.geometrictools.com [7] Diego Ruspini and Oussama Khatib (2000), “A Framework for Multi-Contact Multi-Body Dynamic Simulation and Haptic Display”, Proceedings of the 2000 IEEE/RSj International Conference on Intelligent Robots and Systems [8] Department of Informatics Umeå University S-901 87 UMEÅ, Sweden, “Virtual Reality in Medicine: Survey of the State of the Art” [9] Eugene Laptev (2002), “Collision Detection - Fastcar”, Oxford Dynamics www.oxforddynamics.co.uk [10] Leonard McMillan, Julie Dorsey, Robert Jagnow(2001), “Real-Time Simulation of Deformation and Fracture”, The Eurographics Association [11] Martin John Baker (2006), “Physics - Collision in dimensions”, http://www.euclideanspace.com/physics/dynamics/collision/oned/index.htm (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10 (LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10(LUAN.van.THAC.si).phat.hien.va.xu.ly.va.cham.trong.cac.he.thong.thuc.tai.ao.va.ung.dung.vao.bai.toan.an.toan.giao.thong.luan.van.ths.cong.nghe.thong.tin.1.01.10
Ngày đăng: 31/12/2023, 22:57
Xem thêm: