群体动画虚拟环境建模与路径规划方法研究

发布时间：2017-08-03 11:17

  本文关键词：群体动画虚拟环境建模与路径规划方法研究

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【摘要】：随着计算机科技的进步和人们生活水平的提高,大多数人对现今的消费满意度都有一个新的认可,人们过去都喜欢聚在一起看电影,但是现在的生活给了人们另一个高度的追求,电视剧影视已经不能满足人们宅在家里观看,伴随着多媒体的发展,群体动画也为影视行业增添许多色彩,也是影视产业中的一个新型研究走向,能够拥有高标准的模拟真实度,而且能够让观众在观看动画的同时有身临奇境的感觉,群体动画将成为一个新型的产业为人们所喜爱,加上高效的群体环境特色,已经成为了很多群体动画爱好者研究的热点。现如今,无论是在影视动画、广告剪辑还是游戏、虚拟现实等多个方面,群体动画都发挥着无可比拟的作用。然而,商业媒体、互联网、城市数字平台播放等先进的产业平台,广大的客户对日常生活中观赏到的节目在质量上的应用表现也给出了新的需求。由于传统的动画制作软件采用关键帧技术进行创作,创作的群体动画在真实性和智能性上都存在某些缺陷,达不到人们想要看到的群体结果,所以,在现今的科技条件下探索出一种高效的制作方法应用于群体动画的创作是迫在眉睫的,也是有很大的实用价值。文中以设计一种高效的虚拟环境建模方法和群体路径规划算法来提升群体动画生成效率为目标进行研究,针对探索的建模方法和路径规划方法展开更深层次的研究分析,最终将探索的理论方法应用于群体动画制作过程中。首先,针对传统的环境建模方法导致形成的环境不够逼真、群体与环境的交互性差等缺点进行改进,借助于分层思想,对环境采用栅格这种特殊的方法来进行建立模型,把环境分割成三个部分分别进行构造,实验效果表明提出的三层建模方法能够明显地提高群体与环境的交互性。其次,由于传统的动画制作软件采用关键帧技术进行创作产生的动画的真实性往往不足,结合群智能算法的特性给出A-star算法,通过对算法的性能进行比较,说明该算法能够很好地用来规划群体运动的路径。最后,通过将探索研究的理论方法运用到实际当中,基于Windows系统和Visual C++平台,利用OpenGL图形工具,实现了鱼群智能行为的动画仿真。通过仿真实验的结果,能够看到在虚拟鱼群的行为活动中的各种智能的表现。
【关键词】：群体 环境建模 路径 智能性
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.9;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外发展现状13-15
• 1.3 群体动画的广泛应用前景15-16
• 1.3.1 游戏和影视动画产业的应用15-16
• 1.3.2 虚拟现实在军事上的应用16
• 1.3.3 数字展示平台上的应用16
• 1.4 研究内容及主要方法16-19
• 第2章 相关理论方法介绍19-25
• 2.1 基于物理的图形建模19-20
• 2.1.1 基于约束的方法19-20
• 2.1.2 运动合成的方法20
• 2.2 行为动画20-21
• 2.3 群体路径规划21-22
• 2.4 环境建模方法22-23
• 2.5 小结23-25
• 第3章 虚拟环境建模25-37
• 3.1 虚拟环境建模概述25-26
• 3.2 基于栅格的虚拟环境建模方法26-27
• 3.3 几何层构建方法27-29
• 3.3.1 多边形显示模块28
• 3.3.2 实体列表28-29
• 3.4 拓扑层表示29-35
• 3.4.1 方法设计理论简介29-30
• 3.4.2 栅格法构建拓扑层30-31
• 3.4.3 实体结构31
• 3.4.4 构建过程31-35
• 3.5 应用层构建35
• 3.6 小结35-37
• 第4章 路径规划方法37-45
• 4.1 寻径算法综述37-40
• 4.2 路径算法的优劣判断40-42
• 4.3 A-star算法的改进与分析42-45
• 第5章 虚拟鱼群的动画仿真模拟45-53
• 5.1 前期准备工作45-48
• 5.2 系统平台简介48
• 5.3 实验约束条件48-50
• 5.4 实验结果和分析50-53
• 第6章 总结与展望53-55
• 6.1 总结53
• 6.2 展望53-55
• 参考文献55-59
• 致谢59

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本文编号：614096