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群体行为快速建模及仿真技术研究

卫冲  
【摘要】:随着群体动画仿真技术的发展,虚拟人群运动仿真在生活中的各个方面得到了不同的应用,比如游戏制作、大型公共场所模拟火灾逃生、紧急疏散等等。故事板已经在影视制作、图像视频应用等领域广泛应用多年,大多数系统使用故事板情节进行交互式浏览。通过计算机纹理合成技术动态模拟生成故事板所要表现的效果,不仅可以减少人工成本,而且可以自由地调整人群规模以及人群运动方式等等。因此,本论文对利用纹理合成的方法生成出的故事板,并且将其用于模拟虚拟人群运动的方法进行了深入的研究,并在编码层面上进行了实现,实现了一个以纹理合成为基础的,虚拟人群运动仿真的原型系统。 本论文的主要内容如下: 1.设计合适的模拟群体动画所需故事板。人群运动包含多种信息,本研究所设计的故事板主要适用于群体行为的仿真,其中包含一些群体行为所必须的信息,如运动范围、方向等。为了更好的仿真自主行为,该故事板还包含虚拟人个性化特征。 2.用纹理合成技术丰富故事板。通过对已有故事板的扩展,丰富故事板内容。纹理合成技术可有效的扩展人群运动路径形式,人群分布状态变化,从而形成一个完整的群体动画故事板。 3.基于分组策略的群体运动控制方法。基于先前所设计的故事板中人物的微观信息,对人群动态规划运动路径,多个虚拟人只需计算一次选路算法,加速计算机控制,另一方面展现了真实人群在仿真过程中的运动变化。 4.基于故事板的人群运动仿真原型系统的设计。本论文中的系统建立在OGRE图像渲染引擎和Visual C++.NET的基础上,同时使用了OGRE嵌入MFC的技术。该系统提供了故事板文件导入,提取故事板信息、导入人群模型、控制人群运动等功能。该系统还引入了XML技术,将故事板中提取出的信息存储到XML文件当中。用XML语言建立了人群运动信息的描述标准,便于在人群模拟平台中使用。


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