探究計算機對仿真人的研究作用

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1基本方法

首先，用3Dsmax8建立虛擬人行天橋的環境，利用OSGExportTool將場景導出成ive文件;其次，三維智能體動畫模型則是利用3Dsmax當中的四足骨骼動畫系統來建立，使用Cal3DAnimation插件得到Delta3D所兼容的4種數據文件:骨骼(Skeleton)、網格(Mesh)、材質(Material)、動畫(Animation);分別導出走和跑兩種不同動作的三維動畫。此外，通過建立全局網格路徑和碰撞檢測的算法，智能體可以快速進行路徑搜索，從而避免和虛擬環境人行天橋進行碰撞。

2虛擬人仿真的具體實現

2.1智能體信息感知

假設半圓形區域是智能體的預碰撞檢測范圍，其中心與智能體的重心重合。智能體所占平面是半徑為r的圓，結合智能體虛擬視覺感知半徑為D的半圓，智能體的預碰撞檢測區域(半徑為d)在空間平面運動的智能體，其所感知的視覺范圍時刻都在變化，當障礙物進入感知區域時，障礙物的最外層與智能體中心的距離R必須滿足。智能體信息感知主要是視覺信息的獲取，通過碰撞檢測的方法來實現。

2.2智能體移動的碰撞規避

碰撞規避是兩個或兩個以上物體的無碰撞運動。宗美玲，童小念等提出基于Vega的相交矢量碰撞檢測技術，StephenJ.GuyMingC.Lin等人提出對多智能體碰撞規避的RVO算法。而這些都是三維空間平面上的碰撞檢測方法。本文通過對基于幾何方法碰撞檢測算法的改進，利用Delta3D函數獲得智能體行走時與虛擬環境豎坐標方向的交點，從而確定智能體行走時下一步的正確位置pos.z為智能體的豎坐標。

3實驗結果與討論

在一個現實中的人行天橋(樓梯寬1m，天橋寬2m)虛擬環境中仿真得的結果。所示為虛擬人剛開始上樓梯時的仿真，圖3所示為一部分虛擬人上樓梯到天橋后繼續向前行走，為虛擬人過了人行天橋下另外一個樓梯時的仿真。該程序在AMDAthlonIIX22.89GHz;內存2GB;圖形顯卡ATIHD5500512MB的計算機硬件平臺下測試。分析表明虛擬人上樓梯過天橋的模擬時間和現實很接近;由于動態路徑，碰撞檢測的計算和三維動畫渲染占用較多系統資源;因而本文只適用于小規模簡單人行天橋下的人群模擬。

4結束語

本文雖已經對簡單的人行天橋進行模擬，但對于多通道復雜環境下的研究還不夠，未來希望通過建立多通道復雜的三維結構圖來對全局路徑進行分層，以加快路徑計算效率。此外，文中建立的碰撞規避規則過于簡單，對于以后的建模應更多地加入個體心理因素的相互作用來制定更加完善的規則。在特殊環境下，例如火車站、地鐵站等人群密度大的地方也值得深入研究。人群模擬是計算機圖形學中研究的熱點，本文通過虛擬人行走過程中與樓梯的碰撞檢測，使虛擬人在上樓梯時處于合理的位置;實現了虛擬人行走過程中對其所處虛擬環境的感知。利用碰撞檢測的方法實現了虛擬人在上樓梯時對人體豎坐標的調整，保證了虛擬人上樓梯行為的實時性和逼真性，能夠模擬現實中人行天橋人的行走過程。仿真結果表明，該方法對現實中人行天橋的人群仿真有一定的指導意義。

作者：肖小春宋建聰單位：廣東工業大學