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群体行为快速建模及仿真技术研究

作　者: 卫冲
导　师: 刘艳
学　校: 天津大学
专　业: 计算机技术
关键词: 纹理合成 运动仿真 故事板
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 4次
引　用: 0次
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内容摘要


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。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 研究背景和意义  7-8
  1.2 人群运动模型  8-10
  1.3 论文的内容及创新点  10-11
  1.4 论文结构  11-12
第二章 纹理合成技术与故事板介绍  12-19
  2.1 故事板应用于群体动画仿真技术  12-13
  2.2 纹理合成概述  13-15
    2.2.1 纹理映射和纹理合成  13-14
    2.2.2 纹理合成分类  14-15
  2.3 OGRE 图形渲染引擎  15-19
    2.3.1 OGRE 概述  15-16
    2.3.2 OGRE 资源管理器  16-17
    2.3.3 OGRE 场景管理器  17-19
第三章 基于故事板的群体动画生成  19-30
  3.1 群体动画故事板设计  19-23
    3.1.1 故事板中运动人群信息  19-22
    3.1.2 故事板中不同人群状态  22-23
  3.2 纹理合成生成故事板  23-26
    3.2.1 纹理合成算法详述  23-25
    3.2.2 人群生成方法  25-26
  3.3 故事板信息具体描述  26-30
    3.3.1 人群状态信息综述  27-28
    3.3.2 故事板标准描述  28-30
第四章 群体动画控制方法研究  30-40
  4.1 基于小组行为的群体动画控制模型  30-34
    4.1.1 群体仿真控制模型  30-33
    4.1.2 运动模拟控制系统模型架构图  33-34
  4.2 群体运动路径规划控制模型  34-36
  4.3 碰撞检测  36-40
    4.3.1 OGRE 中的碰撞检测  36-37
    4.3.2 实时避障策略  37-40
第五章 群体动画仿真平台实现与展示  40-49
  5.1 系统配置与开发平台  40-43
    5.1.1 系统配置  40
    5.1.2 OGRE 嵌入 MFC  40-42
    5.1.3 鼠标键盘的监听  42-43
  5.2 群体动画系统设计  43-44
  5.3 实验结果展示  44-46
    5.3.1 仿真所需故事板  44-45
    5.3.2 对比故事板与模拟场景  45-46
    5.3.3 群体动画展示  46
  5.4 渲染效果分析  46-49
第六章 总结与展望  49-50
参考文献  50-53
发表论文和科研情况说明  53-54
致谢  54

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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