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虚拟人群运动仿真关键技术研究

边琳  
【摘要】:随着虚拟仿真技术的广泛应用,静态的建筑场景仿真已经不能满足人们的需求。为了提高与现实的契合程度,虚拟仿真平台中需要运动人群的参与。因此,人群仿真技术得到了广泛研究。即便如此,人群仿真仍然处于发展的初级阶段。仿真技术在人群实时渲染,人群行为建模等方面有很多工作可以进行。因此本论文对虚拟人群仿真部分关键技术在理论上进行了深入的研究,并在编码层面上进行了实现。 本论文研究了虚拟人群运动仿真的部分关键技术,并据此建立了虚拟人群运动仿真平台。论文主要内容如下: 1.底层渲染基础:(1)使用了GPU,LOD技术对虚拟人群加速渲染进行了研究,提出了通过材质LOD,摄像机LOD与CG脚本三种技术结合使用来提高渲染速度的方法。(2)对骨骼动画的控制方法进行研究,设计了骨骼动画的参数化编辑方法,从而使人群的运动在整体效果一致的情况下表现出个体运动的差异性,增强人群运动的真实感。 2.上层仿真技术:(1)根据心理学信息传递理论,建立了基于信息传播的人群行为控制模型。该模型模拟紧急逃生状态下信息在人群中的流动过程。通过将人物性格与危险信息传递过程相结合,达到了良好的人群疏散仿真效果。(2)在路径规划方面,提出了适合于人群实时躲避障碍物的实时路径规划策略,并对OGRE中的碰撞检测技术进行了优化,采用了射线与包围盒共同使用的判断方式,以达到精确避障的效果。 3.虚拟人群运动仿真平台设计:(1)虚拟人群运动仿真平台建立在OGRE图像引擎与Visual C++.NET的基础上,同时使用了OGRE多窗口嵌入MFC的技术。(2)虚拟人群运动仿真平台可载入不同的人群模型,并对载入的模型提供了包括紧急逃生,自由运动,原地运动等多种运动方式的支持。(3)考虑到虚拟人群运动仿真平台和人群建模平台共同工作,需要信息的交互。因此,将XML技术引入虚拟人群运动仿真平台的接口设计中。用XML语言建立了人群属性描述的标准。该标准将作为虚拟人群运动仿真平台与人群建模平台的接口。


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