41.20 충돌 감지와 충돌 응답 처리

충돌 감지(collision detection)와 충돌 응답(collision response) 처리는 물리 시뮬레이션의 필수 구성 요소이다. 기하학적 충돌의 효율적 감지와 물리적으로 타당한 응답이 학술적 주제이다. 본 절에서는 충돌 감지와 충돌 응답 처리를 학술적으로 다룬다.

1. 충돌 감지의 개념

1.1 기하학적

기하학적 중첩 감지이다.

1.2 두 단계

광범위와 세밀 감지이다.

1.3 효율적 알고리즘

효율적 알고리즘이 필수이다.

2. 광범위 단계

2.1 AABB

축 정렬 경계 박스(AABB)이다.

2.2 구

경계 구이다.

2.3 빠른 제거

빠른 제거 목적이다.

3. 세밀 단계

3.1 GJK 알고리즘

GJK 알고리즘이 표준이다.

3.2 EPA

EPA로 관통 깊이이다.

3.3 정확한 감지

정확한 감지이다.

4. 충돌 응답

4.1 관통 해결

관통을 해결한다.

4.2 접촉 힘

접촉 힘을 계산한다.

4.3 속도 갱신

속도를 갱신한다.

5. 충돌 모델

5.1 탄성 충돌

탄성 계수로 표현한다.

5.2 비탄성

비탄성 충돌이다.

5.3 중간

중간적 경우이다.

6. 임펄스 기반

6.1 임펄스

임펄스로 속도 변화이다.

6.2 순간적

순간적 처리이다.

6.3 게임 엔진

게임 엔진에서 일반적이다.

7. 소프트 접촉

7.1 탄성 모델

탄성 기반 응답이다.

7.2 연속적

연속적 처리이다.

7.3 안정적

수치적으로 안정적이다.

8. 라이브러리

8.1 Bullet

Bullet Physics이다.

8.2 FCL

Flexible Collision Library이다.

8.3 ODE

Open Dynamics Engine이다.

9. 로봇 응용

9.1 파지

파지 작업이다.

9.2 다리 로봇

지면 접촉이다.

9.3 조작

조작 작업이다.

10. 학술적 활용

본 절에서 다룬 충돌 감지와 충돌 응답 처리는 물리 시뮬레이션의 학술적·실무적 핵심이다. 체계적 처리가 현실적 시뮬레이션의 기반이 된다.

11. 출처

• Ericson, C., Real-Time Collision Detection, Morgan Kaufmann, 2004.
• Gilbert, E. G., Johnson, D. W., and Keerthi, S. S., “A fast procedure for computing the distance between complex objects in three-dimensional space”, IEEE Journal on Robotics and Automation, Vol. 4, No. 2, pp. 193–203, 1988.
• Pan, J., Chitta, S., and Manocha, D., “FCL: A general purpose library for collision and proximity queries”, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 3859–3866, 2012.
• Coumans, E., “Bullet 2.83 Physics SDK manual”, 2015.
• Featherstone, R., Rigid Body Dynamics Algorithms, Springer, 2008.

12. 버전

• 문서 버전: 1.0
• 작성일: 2026-04-18