[發明專利]虛擬場景中的智能群體運動模擬方法

無效

• 申請號: 200710051009.5
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101216951A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 陳雷霆;蔡洪斌;何明耘;邱航;房春蘭;盧光輝
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 熊曉果;吳彥峰

技術領域

本發明涉及虛擬場景中的運動模擬方法，尤其是涉及一種虛擬場景中的智能群體運動模擬方法。

背景技術

目前許多研究者致力于模擬高度復雜的真實行人在城市環境中這個公開的難點問題的研究。我們的人工生命由具有動機的、感知的、行為的和認知的部分行人模型(也叫個體individual)構成。

人類動畫一至是計算機圖形學中具有挑戰性的問題。心理學家和社會學家已經對人類的行為活動進行了多年的研究。最近幾年，行人模擬又受到CG研究者的廣泛關注。這個課題同樣引起了人工生命、建筑學和城市規劃等領域的興趣。圖形研究者已經參與到可視化建筑工程規劃之中，其中包括行人動畫。

在行人動畫中，以前許多的研究關注于綜合自然運動(natural?locomotion)和路徑規劃，后來行為動畫又進一步的受到了其它研究者的重視和發展。行為動畫是整個分布式行為系統的推動力，分布式行為系統綜合了鳥群、魚群、獸群以及低等動物的行為、人的性格，群體行為等。低層次的群體交互行為在許多學科中得到了發展，動畫研究者、迪斯尼電影公司和其它的工作室都熱衷于將這些技術用于游牧部落戰斗題材的電影中。

與本發明相關的現有技術一

現有技術一的技術方案

中國專利，申請號為03124657.5，發明名稱為《基于互聯網結構的群體智能人-機決策方法》，該技術方案對虛擬場景中應用群體智能尚為空白。

現有技術二的技術方案

Intel?Corporation的John?Funge、Xiaoyuan?Tu和University?of?Toronto的Demetri?Terzopoulos的論文《Cognitive?Modeling：Knowledge，Reasoningand?Planning?for?Intelligent?Characters》于1999年8月在SIGGRAPH?99上發表。

行為動畫的研究向把自治的單個動畫角色用于動畫的交互式游戲中邁出了重要的一步。然而，目前在引導自治的自動動畫角色作一些具體的工作方面還存在一些困難。該發明引入了“認知建?！?cognitive?modeling)的概念來應對這些挑戰。認知模型(cognitive?model)在管理角色的知識、知識獲取方式和如何將知識應用到設計行為等方面超越了行為模型(behavioral?model)。為了幫助建立認知模型，我們開發了認知模型語言(cognitive?modelinglanguage?CML)，使用CML，我們可以使角色增加領域知識，優雅地在知識中設定行為、前提條件和效果，也可以為了某種目的指導角色行為，我們的方法允許行為被自然地、本能地、簡潔地、高度抽象設定。一旦有了認知性的角色，動畫設計者們只需要概括性地設定行為的大體框架，通過推理，角色們可以根據預先設定的動作自動完成一系列的細節動作，我們利用了一些內部方法將感覺整合到我們基本的框架中，這樣就可以讓自治角色在非常復雜的動態虛擬世界中產生行為規劃，我們展示了認識模型在高級角色動畫和自動電影電影放映機等方面的應用。

該發明讓動畫設計者指導自治角色完成動畫，這需要大量準智能的角色，讓我們進行表演，甚至控制攝像機與燈光。發明把認知建模分為兩部分：領域知識說明和角色引導，CML是在人工智能(AI)基礎上發展起來的，CML與傳統AI的規劃模式最大的區別在于可以讓動畫設計者熟練地增加領域知識和推理引擎，指導自治角色完成動畫，并且它允許動畫設計者以增量的方式完成動畫。我們利用了在機器人群體中已經應用了的AI機制中的情景演算技術，但與機器人群體中不同的是，我們以引入內在價值表達(interval?valued?fluents)去處理感覺，并在高動態虛擬世界中創建了有秩序的動畫，Perlin提出了給動畫設計者有用的行為建模工具，我們定義并實現了認知建模語言CML并在它里面封裝了一些高級的動畫技術和工具，因為存在大量的合理規則我們能夠提取，所以動畫拍攝的自動攝像機控制可以很好的與我們的認知建模方法融合，這其實已經在目前的關于實現用層次有限自動機進行攝像機控制方面的論文中提到，該發明試著利用CML進行攝像機控制。