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1基本方法

首先，用3Dsmax8建立虛擬人行天橋的環(huán)境，利用OSGExportTool將場(chǎng)景導(dǎo)出成ive文件;其次，三維智能體動(dòng)畫模型則是利用3Dsmax當(dāng)中的四足骨骼動(dòng)畫系統(tǒng)來建立，使用Cal3DAnimation插件得到Delta3D所兼容的4種數(shù)據(jù)文件:骨骼(Skeleton)、網(wǎng)格(Mesh)、材質(zhì)(Material)、動(dòng)畫(Animation);分別導(dǎo)出走和跑兩種不同動(dòng)作的三維動(dòng)畫。此外，通過建立全局網(wǎng)格路徑和碰撞檢測(cè)的算法，智能體可以快速進(jìn)行路徑搜索，從而避免和虛擬環(huán)境人行天橋進(jìn)行碰撞。

2虛擬人仿真的具體實(shí)現(xiàn)

2.1智能體信息感知

假設(shè)半圓形區(qū)域是智能體的預(yù)碰撞檢測(cè)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(jié)合智能體虛擬視覺感知半徑為D的半圓，智能體的預(yù)碰撞檢測(cè)區(qū)域(半徑為d)在空間平面運(yùn)動(dòng)的智能體，其所感知的視覺范圍時(shí)刻都在變化，當(dāng)障礙物進(jìn)入感知區(qū)域時(shí)，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(cè)的方法來實(shí)現(xiàn)。

2.2智能體移動(dòng)的碰撞規(guī)避

碰撞規(guī)避是兩個(gè)或兩個(gè)以上物體的無碰撞運(yùn)動(dòng)。宗美玲，童小念等提出基于Vega的相交矢量碰撞檢測(cè)技術(shù)，StephenJ.GuyMingC.Lin等人提出對(duì)多智能體碰撞規(guī)避的RVO算法。而這些都是三維空間平面上的碰撞檢測(cè)方法。本文通過對(duì)基于幾何方法碰撞檢測(cè)算法的改進(jìn)，利用Delta3D函數(shù)獲得智能體行走時(shí)與虛擬環(huán)境豎坐標(biāo)方向的交點(diǎn)，從而確定智能體行走時(shí)下一步的正確位置pos.z為智能體的豎坐標(biāo)。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

在一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的人行天橋(樓梯寬1m，天橋?qū)?m)虛擬環(huán)境中仿真得的結(jié)果。所示為虛擬人剛開始上樓梯時(shí)的仿真，圖3所示為一部分虛擬人上樓梯到天橋后繼續(xù)向前行走，為虛擬人過了人行天橋下另外一個(gè)樓梯時(shí)的仿真。該程序在AMDAthlonIIX22.89GHz;內(nèi)存2GB;圖形顯卡ATIHD5500512MB的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)下測(cè)試。分析表明虛擬人上樓梯過天橋的模擬時(shí)間和現(xiàn)實(shí)很接近;由于動(dòng)態(tài)路徑，碰撞檢測(cè)的計(jì)算和三維動(dòng)畫渲染占用較多系統(tǒng)資源;因而本文只適用于小規(guī)模簡(jiǎn)單人行天橋下的人群模擬。

4結(jié)束語

本文雖已經(jīng)對(duì)簡(jiǎn)單的人行天橋進(jìn)行模擬，但對(duì)于多通道復(fù)雜環(huán)境下的研究還不夠，未來希望通過建立多通道復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)圖來對(duì)全局路徑進(jìn)行分層，以加快路徑計(jì)算效率。此外，文中建立的碰撞規(guī)避規(guī)則過于簡(jiǎn)單，對(duì)于以后的建模應(yīng)更多地加入個(gè)體心理因素的相互作用來制定更加完善的規(guī)則。在特殊環(huán)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)中研究的熱點(diǎn)，本文通過虛擬人行走過程中與樓梯的碰撞檢測(cè)，使虛擬人在上樓梯時(shí)處于合理的位置;實(shí)現(xiàn)了虛擬人行走過程中對(duì)其所處虛擬環(huán)境的感知。利用碰撞檢測(cè)的方法實(shí)現(xiàn)了虛擬人在上樓梯時(shí)對(duì)人體豎坐標(biāo)的調(diào)整，保證了虛擬人上樓梯行為的實(shí)時(shí)性和逼真性，能夠模擬現(xiàn)實(shí)中人行天橋人的行走過程。仿真結(jié)果表明，該方法對(duì)現(xiàn)實(shí)中人行天橋的人群仿真有一定的指導(dǎo)意義。

作者：肖小春宋建聰單位：廣東工業(yè)大學(xué)