基于故事板虚拟人群运动仿真的研究

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1、中文摘要随着虚拟现实技术的发展，虚拟人群运动仿真技术得到了广泛的应用，比如体育场馆和地铁站等大型公共场所的设计、训练人们阻止意外事故发生、应急演练等。本文对虚拟人群运动仿真技术进行了深入的研究，并在编码层面上进行了实现，建立了一个基于故事板的虚拟人群运动仿真原型系统。本文的主要工作有以下几方面：1．综合分析目前广泛应用于影视制作的故事板的内容和形式，参考经典故事板的特点，设计了描述人群运动信息的二维图，并以此作为人群仿真一种新的输入方式。2．建立基于分组策略的人群运动控制模型，依据人群行为理论，从二维图中提取

2、出人群中个体分布的信息和人群运动的路线信息，通过分组将人群中的个体分为多个样本，将相近分布的样本分为一类，形成人群的结构模型。3．利用已有的人群结构模型，在三维场景中根据需要建立人群的初始分布，并根据人群中各个小组的初始位置与已有路线的距离，计算出属于各个小组的单独路线。并且提出了适用于人群实时躲避障碍物的碰撞检测和避障策略，使用已有的OGRE中基于三角面的射线检测库MOC，以达到精确检测碰撞的目的。4．建立了基于故事板的虚拟人群运动仿真原型系统，该系统建立在OGRE图形渲染引擎和VisualC++．NET的

3、基础上，同时使用了OGRE嵌入MFC的技术。该系统提供了二维图文件导入、提取二维图信息、导入人群模型、控制人群运动等功能。该系统使用XML文件存储从二维图中得到的人群运动信息，在系统中作为接口使用。本文将虚拟人群运动仿真与故事板结合，用计算机模拟二维图所描述的人群运动场景，在影视制作等其它领域，这样做不仅可以节省人力物力，而且对于场景的设置可以根据需要修改，多次观察模拟效果。关键词：虚拟人群故事板运动仿真人群运动模型ABSTRACTWiththedevelopmentofvirtualrealitytechn

4、ology,virtualcrowdmovementsimulationhasbeenwidelyused，suchaslargepublicplacesdesign，trainingpeopletopreventtheaccident，emergencydrillsandSOon．Thispaperconductsin—depththeoreticalstudyinvirtualcrowdsimulation．andestablishesavirtualcrowdmotionsimulationprotot

5、ypesystembasedonstoryboard．Themainworkofthispaperisasfollow：1．Analysistheinformationcontainedinthestoryboardwhichusedincurrentfilmandtelevisionproduction，learnfeaturesfromtheclassicstoryboard，designthetwo—dimensionalgraphwhichdescribingtheinformationofcrowd

6、movement,thistwo-dimensionalgraphisusedasanewinputmethodofcrowdsimulation．2．Estabilshacrowdmotioncontrolmodelbasedongroup．Accrodingtocrowdbehaviortheory，fromthetwo—dimensionalgraph，extracttheinformationaboutthedistributionofindividualsandcrowdmovementroutes

7、，dividetheindividualsintomultiplesamples，thesamplesareclassifiedasaclasswhichhavethesimilardistribution，establishthecrowdformationmodel．3．Usingtheexistingcrowdformationmodel，establishtheinitialdistributioninthree—dimensionalsceneasneeded，andcomputethesiglep

8、athbelongtoeachgroupaccrrodingtothedistancebetweenthegroupandtheroutes．Andproposereal—timecollisiondetectionstrategytoavoidtheobstacleforcrowd，useofexistingOGREtriangularsurfaceraydetectionlibraryMOC．4