基于流體仿真的人群運動模擬基礎(chǔ)算法研究.pdf

1、人群運動仿真技術(shù)和計算機技術(shù)的長足發(fā)展，大規(guī)模人群運動仿真也逐漸成為新興的研究熱點。如何更加全面而準確地研究并解決仿真中的問題，使仿真效果更具有真實感和高效性成為了研究者的重要課題。所以對大規(guī)模人群運動仿真的研究具有深遠的學(xué)術(shù)意義和極大的現(xiàn)實價值。為了實現(xiàn)高效、真實的人群運動仿真，本文以大規(guī)模人群運動為研究對象，深入分析流體動力學(xué)，將流體仿真的方法應(yīng)用到大規(guī)模人群運動的仿真中，實現(xiàn)兩者的結(jié)合，提出了一種簡潔靈活的人群運動控制方法。

2、>　　本文詳細研究了基于徑向基函數(shù)(Radial basis function，RBF)的群組運動仿真方法，研究其主要思想，完成實驗，并在其基礎(chǔ)上展開了本文的工作。本文采用了全局控制的框架，模擬在二維情景下的大規(guī)模人群行走。本文有別于RBF方法，通過求解納維-斯托克斯(Navier-Stokes，NS)方程構(gòu)建一個覆蓋全局的速度場來驅(qū)動群組運動，在模擬過程中，允許用戶通過交互操作改變NS方程組的參數(shù)來改變速度場，快速地改變?nèi)巳旱倪\動。<

3、br>　　另外，在局部（個體運動）控制方面，提出了基于光滑粒子流體動力學(xué)（Smoothed Particle Hydrodynamics，SPH）的碰撞處理策略。利用SPH方法來模擬個體的碰撞檢測和碰撞避免等行為，避免了復(fù)雜包圍盒碰撞檢測技術(shù)，大大提高了模擬效率。在實驗階段，我們實現(xiàn)了本文算法，并將其和RBF仿真方法、Treuille勢能場仿真方法、Narain仿真算法進行了比較。實驗結(jié)果顯示了本文基于GPU計算的算法在大規(guī)模人群運動仿