在虚拟环境中,由于用户的交互和物体的运动,物体间经常发生碰撞,此时为保持环境的真实性,需要及时检测到这些碰撞,并计算相应的碰撞反应,更新绘制结果,否则物体间会发生穿透现象,破坏虚拟环境的真实感和用户的沉浸感。因而碰撞检测是虚拟环境中必不可少的部分。相对于刚体对象而言,变形体不仅自身的复杂度高,而且会在外力的作用下发生形变、甚至发生拓扑结构的改变,这给碰撞检测问题带来了新的挑战。因而变形体碰撞检测算法,特别是基于距离场的变形体碰撞检测算法日益成为国内外学者研究的热点。基于距离场的变形体碰撞检测算法需解决的首要问题是如何快速有效的生成距离场。而一个快速有效的距离场生成算法需要满足如下两个条件:一是快速的距离场计算函数,二是合适的距离场存储结构。本文通过对国内外距离场生成算法的研究比较,提出了一种变形体碰撞检测中距离场生成的新算法,该算法在保证运行效率的同时大大减少了存储空间,为距离场的更新和变形体碰撞检测算法的实现提供了有力支撑。本文提出一种新的快速的点到三角面片有向距离计算的算法。该算法在克服传统的点到三角面片距离计算的复杂性基础上,利用三角面片的参数形式,将计算点到三角面片的距离问题转化为计算给定点到三角面片上任意一点的距离计算问题。该问题实际上就是在三角面片定义域上求二元函数最小值的过程,进而极大的减化了计算过程。本文提出了一种矩阵式八叉树的存储结构。该结构针对常规八叉树存在大量指针,存储空间占用过多的缺点,充分利用Morton码的性质,提高节点访问效率;并通过矩阵式的存储结构,节约了大量的指针空间。实验表明,该结构在节约大量存储空间的同时保证了算法的执行效率。