Chương 3 : Chương trình thực nghiệm
3.1. Mô tả bài toán
Để xác định độ chính xác của các kỹ thuật đã được trình bày, luận văn tiến hành cài đặt, thực nghiệm mô phỏng một đối tượng có hình dạng phức tạp trong quá trình ném xiên và rơi tự do được cài đặt bằng ngôn ngữ lập trình Visual C# và thư viện đồ họa 3 chiều XNA.
Đối tượng được ném xiên từ vị trí cách mặt đất 2m, với tốc độ hướng lên cao (theo trục y) là 10m/s, vận tốc theo ném ngang (theo trục x) là 2m/s. Khi tiến hành thí nghiệm mỗi lần tính toán đối tượng tự quay quanh 3 trục tọa độ một góc 0.01 radian. Đối tượng sử dụng động năng chuyển thành thế năng, khi toàn bộ động năng biến thành thế năng quá trình rơi bắt đầu (chuyển từ thế năng thành động năng).
Quá trình rơi kết thúc khi đối tượng chạm mặt đất, 30% giá trị năng lượng sẽ bị mặt đất hấp thụ cho biến dạng, phần còn lại chở thành phản lực để đối tượng bật ngược lên theo góc phản xạ với góc rơi xuống.
Quá trình mô phỏng không tính tới ma sát không khí, độ chính xác của các giải pháp xác định va chạm được so sánh với tính toán khi chạy mô phỏng bằng thuật toán kiểm tra va chạm với từng mặt của đối tượng (đây là thuật toán vét cạn các mặt).
Các kỹ thuật sử dụng khối bao cơ sở, phân cấp khối bao và phân vùng không gian được thực hiện trong thời gian thực với tốc độ xử lý 30 hình/ giây (một giây các tính toán va chạm được thực hiện 30 lần). Kỹ thuật với độ chính xác cao khi kiểm tra từng mặt của đối tượng được thực hiện 3 lần/ giây để lấy kết quả thực nghiệm chính xác nhưng không đảm bảo tính thời gian thực.
Để đánh giá độ chính xác khi phát hiện va chạm, báo cáo so sánh giữa kỹ thuật kiểm tra từng mặt với một số kỹ thuật khác. Thời gian mỗi khi đối tượng xảy ra va chạm được lưu lại và so sánh với thời gian xảy ra va chạm khi sử dụng kỹ thuật kiểm tra từng mặt. Kỹ thuật này xác định va chạm bằng cách kiểm tra vét cạn tất cả các mặt của đối tượng này có giao với một mặt nào của đối tượng
khác hay không. Phương pháp vét cạn này có độ chính xác gần như tuyệt đối nhưng thời gian tính toán là rất lớn. Chúng tôi sử dụng kỹ thuật vét cạn làm mốc so sánh, các kỹ thuật khác có sai số với kỹ thuật này càng lớn thì độ chính xác càng giảm.