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232 / 2021-10-01 00:39:47
智能魔方（基于OpenGL和IDAstar/Thisletwaite降群法）
应用类 > 3组：智能互动
全文待审
廖宣英 / 江西农业大学
胡耀平 / 江西农业大学
彭若彤 / 江西农业大学
董燕 / 江西农业大学
杨仁凯 / 江西农业大学
杨红云 / 江西农业大学
团队使用OpenGL技术建立物理引擎，采用跨语言、跨平台的应用程序编程接口（API）渲染2D、3D矢量图形，该接口由近350个不同的函数调用组成，将简单的图形比特绘制成复杂的三维景象。团队依靠自主开发的物理引擎，该引擎包含符合现实逻辑的物理矢量，例如：重力、加速度、粒子碰撞、流体力学等；通过引擎制作魔方、魔方动量、光线、阴影、天空盒等。

魔方的构造需要应用到法线贴图技术，通过计算并且把纹素映射到模型上去，呈现我们需要的效果。3D漫游的实现，增强沉浸式体验。合适的光照算法，增强模型的立体感。射线拾取技术，实现人与虚拟魔方之间良好的交互。天空盒技术，使作品周围的场景完全还原现实世界，真正到达虚拟现实的宗旨。

团队采用启发式的AI算法求解魔方，真正实现AI还原魔方的功能。魔方的求解采用群论、基于IDAstar/Thisletwaite降群法、层先法、α/β剪枝算法等一系列算法。Thistlethwaite方法的思想就是逐步降解魔方所处的群到更小的子群，最后到单位子群，在还原的每一步实体魔方看起来还是乱的，但实际上状态数是随所处的群的减小而规则的减小的（具体可参考离散数学群论）。

首先，团队使用的物理引擎为自主开发，所包含的物理矢量足以支撑2D、3D矢量图形以及虚拟现实技术。

第二，魔方又叫鲁比克方块，最早是由匈牙利布达佩斯建筑学院厄尔诺·鲁比克教授于1974年发明的机械益智玩具，是一款世界性普及的应用类游戏，与华容道、法国的单身贵族（独立钻石棋）同被称谓智力游戏界的三大不可思议。因此开发智能魔方有助于帮助受众人群发散思维、提高能力。

第三，互联网上求解魔方多为2D平面，若手中没有一个魔方实体，便很难理解求解的过程，不直接、不客观、晦涩抽象等都是当前“互联网魔方”的弊端。因此，提供全3D沉浸式智能魔方平台，可以让受众人群即使手中没有魔方实体，也能宛如在手，使用极其方便快捷。

第四，该智能魔方提供AI求解，具有“最优解”、“角块法求解”、“层先法求解”等一系列“拟人态”求解过程，能够提供教学功能，同时满足人机对战需求，挑战人类大脑思维极限。

第五，未来可逐步发展为网络线上魔方竞赛平台，既解决了线下的不确定性因素，又加强了互联网未来“万物互联”的可靠性。沉浸式体验使得无需见面，即可享受最真实的对话和沟通。其通过AI算法评价，公平公正公开，可谓前景广阔。
重要日期

  • 会议日期

    10月17日

    2021

    至

    10月20日

    2021

  • 10月20日 2021

    注册截止日期

  • 10月25日 2021

    初稿截稿日期

主办单位
中国计算机学会
中国图象图形学学会
中国仿真学会
协办单位
中国计算机学会虚拟现实与可视化技术专业委员会
中国图象图形学学会虚拟现实专业委员会
中国仿真学会虚拟技术及应用专业委员会
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