力反馈技术的广泛应用

力反馈技术是一种新型的人机交互技术，它允许用户借助力反馈设备触碰、操纵计算机生成的虚拟环境中的物体，并感知物体的运动和相应的力反馈信息，实现人机力觉交互。虽然传统的鼠标、键盘、触摸屏等交互手段可以满足用户与环境中物体交互的需求，但是缺乏力觉交互信息的反馈。

力反馈技术结合其他的虚拟现实技术，使用户在交互过程中不仅能够通过视、听觉通道获取信息，还能够通过触觉通道感受模拟现实世界力觉交互的“触感”。因此，力反馈技术的引入，使交互体验更加自然、真实。

力反馈技术的广泛应用：

力反馈系统的实现过程中涉及到以下关键问题： 力反馈计算模型设计、碰撞检测、视觉与力觉的同步渲染，相应地产生了针对解决上述问题的一系列算法和接口。

1. 设计力反馈计算模型

力反馈计算模型用于计算虚拟环境中物体间交互时产生的力，并由力反馈设备传递给用户。目前，力反馈算法主要采用基于物理建模方法的有限元模型和弹簧—质点模型。其中，有限元模型将连续体离散为多个单元，分别对每个单元进行模拟， 之后连接各单元模拟整个连续体，最后通过解方程组计算质点的受力；弹簧—质点模型首先将物体质量离散到各个质点，并通过弹簧连接柔性物体离散后的质点，依据胡克定律计算质点之间的力，从而模拟整个物体的受力。有限元模型能够较好地满足交互的真实性需求，但是运算量大、求解过程复杂，难以满足交互的实时性需求；而弹簧—质点模型具有建模过程简单、计算量较小、交互实时性较好的特点。

2. 实现碰撞检测

碰撞检测用于实时检测虚拟环境中物体间的碰撞情况，为之后图形信息的绘制及力反馈信息的计算奠定基础。当前的碰撞检测算法主要采用包围盒技术， 首先对物体的包围盒进行相交检测( 模糊碰撞检测)， 当包围盒相交时其包围的物体才有可能相交。然后进行物体间的精细碰撞检测，当包围盒不相交时，其包围的物体一定不相交，结束物体间的碰撞检测。