[發明專利]一種虛擬人群運動仿真框架

無效

• 申請號: 201110074411.1
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN102708581A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海日浦信息技術有限公司
• 主分類號: G06T13/20
• 分類號: G06T13/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明涉及虛擬現實領域，特別涉及一種虛擬人群運動仿真框架。

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背景技術

?在虛擬現實領域中，逼真的群體運動仿真能夠用來模擬各種場所(如大型體育場館、地鐵站等)各種情況(如火災、海難、空難、地震等)下的人群流動情況，為突發事件應急預案的制定、評價和完善提供科學、直觀的分析工具：也能夠用來生成成千上萬的虛擬獸群或虛擬軍團的運動，從而可以降低影視制作成本、提高影視作品和游戲場景的視覺逼真性。因此，在公共安全、建筑設計評估、影視制作、游戲娛樂等虛擬現實相關領域具有廣泛的應用前景。

?在現實生活中，人群的運動由個體運動有機結合而成，受個體、環境等因素影響，具有一定的規律性、很強的復雜性，同時又伴隨著一定的隨機性。建立虛擬人群體運動仿真框架，并通過計算機進行逼真的虛擬人群運動仿真，是虛擬現實領域的研究熱點和難點之一。現有的虛擬人群運動仿真方法，多針對某一特定的應用場景，通過對環境因素進行限定、對人群運動進行簡化、抽象來實現群體運動的模擬，例如，文獻l：“D．Helbing，I．Farkas，T．Vicsek，Simulating?Dynamical?Features?of?Escape?Panic，Nature?407(2000)487-490”；參考文獻2：“Brogan，D．and?Hodgins，J.“Group?Behaviours?for?Systems?with?Significant?Dynamics．Autonomous?Robots，4，137-153．1997”所介紹的仿真方法。這些方法及其相應的仿真工具不僅逼真性有限，通用性也較差，無法滿足現實應用中遇到的各種復雜情況。

?因此，研究通用的群體運動仿真框架，實現各種場景中，多環境因素影響下的逼真的虛擬人群運動仿真，不僅有重大的理論意義，也具有廣泛的應用領域以及重要的實用價值。

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發明內容

本發明的目的是克服現有的虛擬人群運動仿真方法及其相應的仿真工具逼真性有限、通用性較差，無法滿足現實應用中遇到的各種復雜情況的缺陷，從而提供一種通用的虛擬人群運動仿真框架，實現各種場景中，多環境因素影響下虛擬人群體運動的逼真模擬。

?為了實現上述目的，本發明提供一種虛擬人群運動仿真框架，包括總控臺部分l、環境表示部分2和個體模擬部分3，其中：

?所述的總控臺部分l進行虛擬人群運動仿真的總體管理和控制，提供實現虛擬人群運動仿真所需要的各種配置，進行各部分的調度管理，監控仿真程序是否按照設定的方式正常運行：

?所述的環境表示部分2負責虛擬人群運動仿真中環境的表示和設定，組織和管理環境信息，支持對于環境信息的查詢和更新：

?所述的個體模擬部分3負責個體運動仿真的實現，并通過對個體運動仿真的有機結合，實現群體運動的仿真；

?所述的總控臺部分1分別與所述的環境表示部分2和所述的個體模擬部分3連接，所述的環境表示部分2與所述的個體模擬部分3間也相互連接。

?上述技術方案中，所述的總控臺部分1由顯示控制子部分11、渲染管理子部分12、環境管理子部分13、群體管理子部分14、時鐘更新控制子部分15組成；其中，

?所述的顯示控制子部分1?l用于確定顯示角度，提供仿真結果的顯示模式；

?所述的渲染管理子部分12負責在仿真程序運行時根據顯示模式對物體和個體的渲染管理，確定需要渲染顯示的物體并調用相應的渲染函數進行渲染；

?所述的環境管理子部分13負責讀取環境圖紙和物體模型，加載環境，生成環境信息庫，將環境中物體信息數據加入信息庫，在程序結束時銷毀信息庫；

?所述的群體管理子部分l?4負責在程序需要時生成群體，并進行初始化，以及在程序運行結束時銷毀群體；

?所述的時鐘更新控制子部分15負責根據需要的方式進行系統時間的設定和更新，并根據時間進行環境和個體位置的更新。

?上述技術方案中，所述的環境表示部分2由物體模型子部分2l和環境信息庫子部分22組成，所述的物體模型子部分21由包含三維信息的幾何模型211和包含使用信息的功能模型212組成；所述的環境信息庫子部分22由所述的環境管理子部分13在環境加載后創建。