群體行為規(guī)劃技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、群體動畫在計算機游戲、影視動漫、城市建筑規(guī)劃等很多方面都有著廣泛的應(yīng)用。然而,對大規(guī)模群體行為進行模擬尤其是實時模擬是一件復(fù)雜而艱巨的工作。因為對群體行為的仿真不僅涉及到高層的決策過程,還同時要考慮底層事物的表示以及事物之間的交互計算。更為麻煩的是,個體與個體之間以及個體與環(huán)境之間的復(fù)雜約束關(guān)系決定了在群體規(guī)模增大的時候,仿真運算復(fù)雜度將呈非線性增長。為此,本文提出構(gòu)建一個高效的群體行為引擎來解決這一問題。本文首先討論了行為系統(tǒng)的設(shè)計,

2、然后著重研究了在路徑規(guī)劃算法方面進行改進及系統(tǒng)實現(xiàn)中使用加速技術(shù)來提高系統(tǒng)性能,最后介紹了群體的建模方法以及行為引擎如何被用來進行快速實現(xiàn)。
　　 構(gòu)建行為引擎的目的在于簡化群體仿真應(yīng)用的開發(fā)過程。它的難點在于如何對行為仿真中的各種元素進行抽象、組織和融合。本文將行為引擎設(shè)計為信息管理模塊、路徑規(guī)劃模塊,以及系統(tǒng)控制模塊三分部分。每個功能模塊的作用和設(shè)計都做了比較詳細的講解。它預(yù)置了一些關(guān)鍵算法來提高行為仿真質(zhì)量,同時也給用戶提

3、供了很好的擴展接口。
　　 路徑規(guī)劃是大規(guī)模群體仿真性能消耗的最主要部分。本文提出了一種基于勢能場的實時高效的群體導(dǎo)航方法。該方法將局部勢能場與全局勢能場相結(jié)合,有效的解決了局部勢能場中的極小值問題,同時又避免了全局勢能場無法滿足局部靈活性的問題。
　　 并行計算技術(shù)是目前最為流行的計算加速方法之一。本文分析了如何對碰撞避免和行為個體的更新進行適當(dāng)修改,以適應(yīng)并行執(zhí)行。同時介紹了OpenMP并行方案如何被用在行為引擎中實