【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及虚拟现实领域,特别涉及一种虚拟人群运动仿真框架。
技术介绍
在虚拟现实领域中,逼真的群体运动仿真能够用来模拟各种场所(如大型体育场馆、地铁站等)各种情况(如火灾、海难、空难、地震等)下的人群流动情况,为突发事件应急预案的制定、评价和完善提供科学、直观的分析工具;也能够用来生成成千上万的虚拟兽群或虚拟军团的运动,从而可以降低影视制作成本、提高影视作品和游戏场景的视觉逼真性。因此,在公共安全、建筑设计评估、影视制作、游戏娱乐等虚拟现实相关领域具有广泛的应用前景。在现实生活中,人群的运动由个体运动有机结合而成,受个体、环境等因素影响,具有一定的规律性、很强的复杂性,同时又伴随着一定的随机性。建立虚拟人群体运动仿真框架,并通过计算机进行逼真的虚拟人群运动仿真,是虚拟现实领域的研究热点和难点之一。现有的虚拟人群运动仿真方法,多针对某一特定的应用场景,通过对环境因素进行限定、对人群运动进行简化、抽象来实现群体运动的模拟,例如,文献1“D.Helbing,I.Farkas,T.Vicsek,Simulating Dynamical Features ofEscape Panic,Nature 407(2000)487-490”;参考文献2“Brogan,D.and Hodgins,J.“Group Behaviours for Systems with Significant Dynamics”.Autonomous Robots,4,137-153.1997”所介绍的仿真方法。这些方法及其相应的仿真工具不仅逼真性有限,通用性也较差,无法满足现实应用中 ...
【技术保护点】
一种虚拟人群运动仿真框架,包括总控台部分(1)、环境表示部分(2)和个体模拟部分(3),其中: 所述的总控台部分(1)进行虚拟人群运动仿真的总体管理和控制,提供实现虚拟人群运动仿真所需要的各种配置,进行各部分的调度管理,监控仿真程序是否按照设定的方式正常运行; 所述的环境表示部分(2)负责虚拟人群运动仿真中环境的表示和设定,组织和管理环境信息,支持对于环境信息的查询和更新; 所述的个体模拟部分(3)负责个体运动仿真的实现,并通过对个体运动仿真的有机结合,实现群体运动的仿真; 所述的总控台部分(1)分别与所述的环境表示部分(2)和所述的个体模拟部分(3)连接,所述的环境表示部分(2)与所述的个体模拟部分(3)间也相互连接。
【技术特征摘要】
1.一种虚拟人群运动仿真框架,包括总控台部分(1)、环境表示部分(2)和个体模拟部分(3),其中所述的总控台部分(1)进行虚拟人群运动仿真的总体管理和控制,提供实现虚拟人群运动仿真所需要的各种配置,进行各部分的调度管理,监控仿真程序是否按照设定的方式正常运行;所述的环境表示部分(2)负责虚拟人群运动仿真中环境的表示和设定,组织和管理环境信息,支持对于环境信息的查询和更新;所述的个体模拟部分(3)负责个体运动仿真的实现,并通过对个体运动仿真的有机结合,实现群体运动的仿真;所述的总控台部分(1)分别与所述的环境表示部分(2)和所述的个体模拟部分(3)连接,所述的环境表示部分(2)与所述的个体模拟部分(3)间也相互连接。2.根据权利要求1所述的虚拟人群运动仿真框架,其特征在于,所述的总控台部分(1)由显示控制子部分(11)、渲染管理子部分(12)、环境管理子部分(13)、群体管理子部分(14)、时钟更新控制子部分(15)组成;其中,所述的显示控制子部分(11)用于确定显示角度,提供仿真结果的显示模式;所述的渲染管理子部分(12)负责在仿真程序运行时根据显示模式对物体和个体的渲染管理,确定需要渲染显示的物体并调用相应的渲染函数进行渲染;所述的环境管理子部分(13)负责读取环境图纸和物体模型,加载环境,生成环境信息库,将环境中物体信息数据加入信息库,在程序结束时销毁信息库;所述的群体管理子部分(14)负责在程序需要时生成群体,并进行初始化,以及在程序运行结束时销毁群体;所述的时钟更新控制子部分(15)负责根据需要的方式进行系统时间的设定和更新,并根据时间进行环境和个体位置的更新。3.根据权利要求2所述的虚拟人群运动仿真框架,其特征在于,所述的环境表示部分(2)由物体模型子部分(21)和环境信息库子部分(22)组成,所述的物体模型子部分(21)由包含三维信息的几何模型(211)和包含使用信息的功能模型(212)组成;所述的环境信息库子部分(22)由所述的环境管理子部分(13)在环境加载后创建。4.根据权利要求1所述的虚拟人群运动仿真框架,其特征在于,所述的个体模拟部分(3)包括行为生成层(31)、行为执行层(32)和物理实现层(33)三个子部分,其中,所述的行为生成层(31)根据个体所处的情况查询获取环境信息,并基于获得的环境信息生成个体需要采取的行为,交予行为执行层(32)...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛天露,王洁,李淳芃,夏时洪,王兆其,
申请(专利权)人:中国科学院计算技术研究所,
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]
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