学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

虚拟鱼动画仿真模型及实现技术

作　者: 王圣凯
导　师: 刘东林
学　校: 华东理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 人工生命虚拟鱼高级行为规划群集智能
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 34次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在当今的计算机动画制作中,传统的计算机仿真技术由于其复杂性和缺乏自主性,已显得越来越繁琐,而且很难达到逼真的效果。随着人工生命技术的发展,许多先进的智能算法被应用到计算机动画领域,显著的增加了动画的逼真性。本文重点研究基于人工生命方法的虚拟鱼模型和虚拟鱼群的群集智能行为。首先,设计了一个基于自主智能体的虚拟鱼角色模型,包括鱼的几何外观模型和双层行为模型。其中几何外观模型利用物理运动学模型来虚拟鱼的生物力学结构,并利用半隐式仿真算法来求解运动学模型,而行为模型主要利用类来描述虚拟鱼的行为。然后,设计虚拟鱼动画的高级行为规划,主要包括目标的选择和确定,以及规划的产生以及选择,并设计实现了5种行动程序,包括躲避障碍物和游向目标、觅食行为、聚群行为、追尾行为和随机行为。最后,基于Windows系统和Visual C++平台,利用OpenGL图形工具,实现了虚拟鱼智能行为的动画仿真。通过仿真实验,可以观测到在虚拟鱼个体行为的交互作用下鱼群的群集智能行为的涌现。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-12
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10
  1.3 主要研究内容  10-12
第2章相关理论  12-20
  2.1 人工生命  12-15
    2.1.1 人工生命的起源和发展  12-13
    2.1.2 人工生命的主要研究内容  13-14
    2.1.3 人工生命研究新进展  14-15
  2.2 群体智能  15-16
    2.2.1 群集智能的概念及特点  15
    2.2.2 群集智能研究现状及应用  15-16
  2.3 计算机图形学  16-18
  2.4 虚拟现实技术  18-20
    2.4.1 虚拟现实系统  18
    2.4.2 虚拟现实技术应用  18-20
第3章虚拟鱼的双层行为控制模型  20-31
  3.1 双层行为控制模型简介  20-21
  3.2 虚拟鱼的物理运动模型  21-25
    3.2.1 生物学基础  21-22
    3.2.2 物理运动模型的构建  22-23
    3.2.3 生物力学运动方程的求解  23-25
  3.3 虚拟鱼的高级行为模型  25-31
    3.3.1 行为设计  25-27
    3.3.2 行为描述  27-28
    3.3.3 行为选择  28-31
第4章虚拟鱼动画的高级行为规划  31-40
  4.1 认知角色  31
  4.2 认知角色的高级行为规划  31-38
    4.2.1 目标的形成与选择  32-33
    4.2.2 层次结构  33-35
    4.2.3 制定实现目标的规划  35-38
  4.3 高级行为规划的实现  38-40
    4.3.1 捕食行为规划  38-39
    4.3.2 逃避行为规划  39-40
第5章虚拟鱼的动画仿真实现  40-45
  5.1 系统平台简介  40-41
  5.2 实验参数设置  41
  5.3 实验结果和分析  41-45
    5.3.1 实验一：鱼群的漫游、追逐和逃避行为的仿真  41-43
    5.3.2 实验二：协同作战  43-45
第6章总结与展望  45-47
  6.1 总结  45
  6.2 展望  45-47
参考文献  47-50
致谢  50

虚拟鱼动画仿真模型及实现技术

内容摘要

全文目录

相似论文