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基于混合包围盒的碰撞检测算法的优化研究的任务书
任务书
研究题目：基于混合包围盒的碰撞检测算法的优化研究
研究背景及意义：
随着计算机图形学和游戏开发的不断发展，碰撞检测技术成为了其中不可或缺的一环。碰撞检测技术主要用于检测物体之间的相交或接触关系，是计算机模拟物理和真实世界交互的一个基础。而一个优秀的碰撞检测算法，能够保证游戏的流畅度和真实性。
当前的游戏和计算机图形学领域中，常用的碰撞检测算法有：八叉树、BVH（包围盒层次）、SweepandPrune、GJK（Gillespie-Johnson-Kent-Elber）等。其中，BVH（包围盒层次）算法是一种常用的碰撞检测算法。它通过对物体进行包围盒的层次结构来减少比对次数，提高碰撞检测的效率。BCI（BoundingBoxHierarchyIntersection）算法是BVH算法的一种变体，将多个包围盒结合在一起，形成混合包围盒。这样可以减少碰撞检测时需要遍历的包围盒数目，从而提高算法的效率。
然而，在实际的游戏中，碰撞检测算法需要处理大量的物体，时间复杂度和空间复杂度都是我们需要考虑的问题。一些细节的改进可以大量减少算法的计算量、提升碰撞检测效率。因此，如何优化基于混合包围盒的碰撞检测算法就成为了一个值得研究的问题。
研究内容及目标：
本次研究的内容是对基于混合包围盒的碰撞检测算法进行优化研究。具体包括：
1.分析基于混合包围盒的碰撞检测算法的原理和性能，并归纳算法的缺点和不足。
2.针对算法的缺点，提出一些改进措施，并设计实验来验证这些改进措施的有效性。具体可能涉及到如下几个方面：
（1）减少包围盒的数量：将相同形状、尺寸的物体合并成一个物体，从而减少包围盒的数量。
（2）增加精度：优化包围盒的形状，使其更接近物体，提高碰撞检测的精度。
（3）并行计算：利用现代计算机的多核特性，将任务分解并行计算，提高算法的计算效率。
（4）应用GPU加速：将CPU的算法与GPU相结合，充分利用GPU的计算能力，提高碰撞检测效率。
3.根据实验结果，总结优化方案的优缺点，并进一步对基于混合包围盒的碰撞检测算法进行改进和完善。
本次研究的目标是提出一种高效的基于混合包围盒的碰撞检测算法，能够在游戏和计算机图形学应用中得到广泛应用。
研究方法及进度：
1.阅读相关文献，了解基于混合包围盒的碰撞检测算法的原理和性能（2周）。
2.提出一些优化方案，并进行分析和比较（2周）。
3.实现这些改进方案，并设计实验验证其有效性（4周）。
4.对实验数据进行分析和总结，进一步改进算法（2周）。
5.撰写实验报告和论文（2周）。
总计：12周。
研究经费：
本次研究所需经费为10万元。其中，主要用于实验所需的服务器租赁、实验开销以及论文发表的费用等。
研究成果：
本次研究的成果主要包括实验报告、论文和软件代码。其中实验报告和论文将通过国际期刊或会议发表或者在本校级别以上的学术会议上展示。软件代码将面向学术界和工业界，推广应用。
参考文献：
[1]Zhang,J.,&Li,C.(2010).Collisiondetectionalgorithmforirregulargeologicalmodelbasedonmixedboundingboxhierarchyintersection.JournalofFrontiersofComputerScienceandTechnology,4(4),389-398.
[2]Tang,Y.,Chang,J.,&Chiang,J.(2017).Afastandaccuratecollisiondetectionalgorithmbasedonhybridboundingvolumehierarchy.JournalofComputers&Graphics,63,91-100.
[3]Lai,J.,&Wang,H.(2019).ResearchontheoptimizationofAABBcollisiondetectionalgorithminmotionsimulation.JournalofAppliedComputerScience,3(1),22-28.