Continuum方法的改進及其在群體動畫中的應(yīng)用.pdf

1、人群仿真是基于計算機圖形學(xué)、力學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)等多種學(xué)科的一種仿真建模技術(shù)，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于許多領(lǐng)域?，F(xiàn)實社會中的公共安全及建筑設(shè)計領(lǐng)域，要求精度和效率更高的仿真模型，以便更好地模擬人群來輔助設(shè)計；虛擬世界仿真領(lǐng)域，例如計算機游戲、虛擬輔助場地訓(xùn)練等，對人群仿真技術(shù)領(lǐng)域提出了更高逼真度和藝術(shù)化的要求。
　　 人群仿真的建模方法主要包括基于力的微觀方法以及基于場的宏觀方法。Continuum模型將群體看成是一個連續(xù)的整體，是宏

2、觀方法的一種。運動中的人群具有流體的某些性質(zhì)，該方法可以很自然地模擬大規(guī)模人群的運動，但是在表現(xiàn)隊形的變形細節(jié)方面卻無法滿足要求。本文以Continuum為基礎(chǔ)進行改進，并控制隊伍運動，進行逼真的隊形變換，在虛擬環(huán)境模擬領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。本文的主要工作包括以下方面：
　　 1.對Continuum方法的改進。改進后的Continuum方法在模型中加入了隊形的細節(jié)信息，利用隊形圖來表示隊伍中個體間的關(guān)系，因此可以通過控制隊形

3、圖的變換來控制隊形的變換。在運動路徑規(guī)劃方面，本文將隊形中的邊界點和非邊界點分開討論。邊界點會檢測環(huán)境場中勢能的變化，按照一定的規(guī)則來變換位置，同時本文考慮整個隊形所具有的剛體性質(zhì)，非邊界點則用As-rigid-as-possible插值算法根據(jù)邊界點的移動來得到合理的移動位置，使得群體運動的人群可以在自然運動的同時能夠保持隊形細節(jié)。改進后的模型加入了交互操作的計算方法，行進中的隊伍在與含有障礙物的環(huán)境交互時，預(yù)設(shè)的靜態(tài)環(huán)境勢能場與隊伍