基于群智能算法的群體動畫制作系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、三維動畫制作是計算機應用領域的重要組成部分，是隨著計算機軟件和硬件技術的發(fā)展而興起的一種技術。計算機動畫由于其真實性、精確性和可操作性，被應用到人們生活的各個領域，如娛樂、醫(yī)學、軍事和教育等。其中群體動畫受到人們越來越多的關注，成為熱點問題。群體動畫的應用非常廣泛，電影中模擬大規(guī)模戰(zhàn)爭場面、公共場所人流模擬、交通規(guī)劃、防災等。本文主要關注于動漫制作中群體動畫的路徑規(guī)劃。由于群體行為的復雜性，群體動畫成為三維動畫制作中具有挑戰(zhàn)性的工作。傳

2、統(tǒng)的動畫制作使用“關鍵幀”技術，不僅缺乏真實性，且當動畫角色數(shù)量很大時，角色之間或角色與環(huán)境之間交互的工作量很大。改變一個角色的動作的工作量相當于對整個動畫重新進行制作。為了解決群體動畫制作中真實性差與效率低下的問題，本文探索了一個解決方案，對群體動畫制作具有非常重要的意義。本文對群體動畫制作的群智能方法進行了詳細的分析，對群體動畫的制作流程和實現(xiàn)方法進行了探討，設計并實現(xiàn)了一個支持自動路徑規(guī)劃的三維C AD系統(tǒng)。該系統(tǒng)結合Micros

3、oft Visual C++6.0與Maya軟件，能夠模擬幾種常見的群體運動。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用了一種高效的虛擬環(huán)境建模方法。增加了虛擬角色與虛擬環(huán)境的實時交互問題，同時盡可能減少虛擬環(huán)境的存儲量，提高了虛擬數(shù)據(jù)的存儲和檢索效率。采用改進的多層次環(huán)境模型。⑵設計了一種高效的虛擬角色建模方法。針對大量虛擬角色數(shù)量的、角色相似但不完全相同面臨的傳統(tǒng)手工設計方法工作量大、效率低、創(chuàng)新性不足等問題。采用基于遺傳算法的NURB

4、S群體模型生成方法。⑶設計了一個角色進行自動路徑規(guī)劃的實現(xiàn)方法。環(huán)境中的角色進行路徑規(guī)劃以群體智能理論為主要算法，分三個步驟：選擇行為、規(guī)劃行為、實現(xiàn)行為。此方法實現(xiàn)了角色的快速自動路徑規(guī)劃，保證了動畫的效率性。⑷設計了一個基于碰撞檢測與碰撞避免的感知系統(tǒng)。提高了群體動畫的仿真度。在研究生物多種感知能力的基礎上設計了一個以觸覺感知為重點的感知系統(tǒng)。⑸在上面工作的基礎上，設計并實現(xiàn)了一個支持自動路徑規(guī)劃的三維CAD系統(tǒng)–APPCAD系統(tǒng)。