動漫游戲中虛擬角色的自主行為模型研究【開題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)動漫游戲中虛擬角色的自主行為模型研究動漫游戲中虛擬角色的自主行為模型研究一、選題的背景與意義計(jì)算機(jī)動畫是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和動畫技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是隨著計(jì)算機(jī)硬件和圖形算法發(fā)展起來的一門高新技術(shù)，是使用計(jì)算機(jī)生成活動的圖像的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和硬件技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)動畫取得了很大的發(fā)展，正逐漸滲透到人們的生活中，傳統(tǒng)的關(guān)鍵幀技術(shù)下，計(jì)算機(jī)只是用來設(shè)計(jì)關(guān)鍵幀之間的中間幀，這

2、樣創(chuàng)作出來的動畫具有許多缺點(diǎn)，缺乏自主性，也難以保證其自然真實(shí)性。為了增強(qiáng)虛擬角色的自然真實(shí)性，許多研究者開始研究智能動畫技術(shù)，結(jié)合人工智能創(chuàng)造出人工生命，其中人工動物是模擬真實(shí)動物自主性的角色，屬于人工生命研究的一個(gè)重要方面，能用計(jì)算機(jī)再現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，為人們提供了認(rèn)識自然和生命的新手段，不僅僅能為圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)動畫提供研究課題，也能作為人工生命領(lǐng)域的研究對象，在教育游戲娛樂等方面也能提供服務(wù)?，F(xiàn)階段比較著名的研究便是人工魚的研究

3、，其在教學(xué)和科研方面都有了一定的應(yīng)用，生成的智能動畫能為生物學(xué)仿真、海洋可視化、教育、游戲和娛樂等服務(wù)，在虛擬角色的人工智能和模擬復(fù)雜的生物過程等方面也起到了極大的推動作用，提供了通向智能圖形角色的道路，具有理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在動漫游戲的應(yīng)用中，虛擬角色的自主行為屬于反映人工生命的一個(gè)方面，這使得虛擬環(huán)境中的生物更加貼近真實(shí)世界的生物，根據(jù)具體的場景以及事件，環(huán)境中的生物能做出相對應(yīng)的合適的自主行為動作會令虛擬生物具有一定的生

4、物特征，使得整個(gè)游戲具有自然真實(shí)感。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題：本課題是動漫游戲中虛擬角色的自主行為動作，是一款模擬海底生物在各種情況下的動作反應(yīng)的的三維互動動畫。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需要研究真實(shí)世界的魚類的反應(yīng)動作，用3DMAX制作海底環(huán)境和海底生物，使用DirectX3D引擎，在編程環(huán)境下使用一定的算法使程序中角色具有一定智能，其動作反應(yīng)上有自主性?；緝?nèi)容如下：首先需要參數(shù)化虛擬角色的感知系統(tǒng)，這里著重于虛擬魚類的視覺感知

5、系統(tǒng)，設(shè)定魚類的視覺范圍參數(shù)，球形的視覺感受器在半透明的水中能看到的有效半徑為Vr，角度范圍為300，再利用眼睛球體的角度和視覺半徑Vr來定義虛擬魚類的視覺范圍。同時(shí)也要建立附加的感知功能，如嗅覺感知，將感知半徑由Vr擴(kuò)展到，從而擴(kuò)大了感知范圍；利用視覺嗅覺感知，虛擬魚類能獲取周圍環(huán)境與生物的幾何形狀、性質(zhì)和其他信息，做出比如覓食、躲避碰撞和逃避等行為。接下來就是行為的實(shí)現(xiàn)，由感知到行為，虛擬角色通過感知而感受到周圍的環(huán)境和障礙物，從而

6、能有效地躲避。建立意圖發(fā)生器，結(jié)合感知系統(tǒng)，通過有限狀態(tài)機(jī)進(jìn)行情感意圖上的建模，根據(jù)設(shè)定好的規(guī)則進(jìn)行判斷，從而做出相應(yīng)的反應(yīng)。這里的難點(diǎn)是如何將虛擬角色的感知行為變得更自然，而不是僅僅依靠規(guī)則進(jìn)行行動，需要設(shè)定更多的內(nèi)部行為參數(shù)，如饑餓感，欲望，恐懼感，疲勞度，敏感度等反應(yīng)魚類個(gè)性的參數(shù)，使得具體的虛擬角色在遇到同樣的環(huán)境條件時(shí)能根據(jù)自身的情況做出相應(yīng)的不同的反應(yīng)。四、研究的總體安排與進(jìn)度：（1）2010.11.20～2010.11.2

7、6：教師出題，學(xué)生選題，搜索資料，閱讀文獻(xiàn)，編寫開題報(bào)告（2）2010.12.20～2010.12.26：進(jìn)行開題答辯，根據(jù)老師的建議進(jìn)行開題報(bào)告的修改（3）2010.12.01～2010.12.30：完成文獻(xiàn)翻譯（4）2011.01.01～2011.03.01：進(jìn)行3D建模，熟悉D3D，系統(tǒng)原型初版設(shè)計(jì)（5）2011.03.01～2011.03.20：完成文獻(xiàn)綜述，在初版原型上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)行中期檢查（6）2011.03.20～2011

8、.04.30：改進(jìn)原型，根據(jù)老師列出的提綱撰寫論文（7）2011.04.30～2011.05：論文修改，預(yù)答辯演練，修改不足之處（8）2011.05：正式論文答辯，準(zhǔn)備好所需的原型演示系統(tǒng)以及演說PPT五、主要參考文獻(xiàn)：[1]班曉娟，艾冬梅，陳泓娟.人工魚.科學(xué)出版社，2007.10.[2]王德才，楊關(guān)勝，孫玉萍.精通DirectX3D圖形與動畫設(shè)計(jì)[M].第一版，人民郵電出版社，2007.5[3]涂曉媛.人工魚計(jì)算機(jī)動畫的人工生命方法