群體動畫中運動生成模塊的模型研究.pdf

1、隨著3D視覺影像技術(shù)和仿真技術(shù)的長足進步，計算機動畫可以模擬出逼真的場景，創(chuàng)造出引人入勝的環(huán)境，成為動漫產(chǎn)業(yè)中的一個重要領(lǐng)域。傳統(tǒng)的群體動畫制作方法曾經(jīng)制作了許多出色的動畫作品，但是隨著動漫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其局限性日益明顯。因此，研究群體運動的運動規(guī)律，使用群智能算法實現(xiàn)群體動畫路徑的自動規(guī)劃，在計算機動畫制作領(lǐng)域中變得越來越重要。群體動畫受到廣泛的關(guān)注，成為計算機圖形學、人工智能應用中的一個新熱點。
　　由于群體行為的復雜性，群體動

2、畫的運動生成模塊始終是群體動畫中一項具有挑戰(zhàn)性的研究工作。目前在群體動畫的運動生成方面需要解決的問題主要有:
　　(1)增強運動路徑的真實感。在群體動畫中產(chǎn)生逼真的運動路徑，使每一個個體的運動軌跡既符合群體運動的運動規(guī)律又有著各自運動的獨立性，這是群體運動真實性檢驗的重要標準。在生成運動路徑時，避免個體與障礙物及個體之間的碰撞、避免穿透現(xiàn)象的發(fā)生，又是運動生成模塊首先需要考慮的問題。
　　(2)提高群體動畫的運行速度。目前關(guān)

3、于群體動畫的研究主要集中在角色模型的智能性和賦予其生命特征方面，在生成群體運動時計算機運算量很大，這極大的影響了動畫創(chuàng)作的實時性，因此如何更快地進行群體運動的模擬成為一個普遍的性能目標。
　　本文主要研究群體動畫中運動生成模塊的模型。首先，使用群智能算法為群體動畫的制作進行路徑規(guī)劃，提高群體動畫的真實性和制作效率；其次，設(shè)計了將路徑數(shù)據(jù)導入 Maya生成動畫的方法，提高了群體動畫設(shè)計的自動化程度。
　　主要工作包括以下幾個方

4、面:
　　(1)通過對群體動畫設(shè)計基本原則的深入理解，對動畫設(shè)計中關(guān)鍵問題的分析，明確了進一步的研究方向和需要設(shè)計的群智能算法。
　　(2)研究了多種進化計算模型和方法，包括微粒群算法、蟻群算法、人工蜂群算法等，比較分析其各自的優(yōu)缺點，結(jié)合動漫設(shè)計的需求，確定合適的優(yōu)化算法以及算法中需要改進的方面。
　　(3)設(shè)計了在群體運動中個體的碰撞檢測和碰撞避免的方法。
　　(4)提出了基于微粒群算法和人工蜂群算法的群體動