基于流體仿真的人群運(yùn)動(dòng)模擬基礎(chǔ)算法研究.pdf

1、人群運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，大規(guī)模人群運(yùn)動(dòng)仿真也逐漸成為新興的研究熱點(diǎn)。如何更加全面而準(zhǔn)確地研究并解決仿真中的問題，使仿真效果更具有真實(shí)感和高效性成為了研究者的重要課題。所以對(duì)大規(guī)模人群運(yùn)動(dòng)仿真的研究具有深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)意義和極大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)高效、真實(shí)的人群運(yùn)動(dòng)仿真，本文以大規(guī)模人群運(yùn)動(dòng)為研究對(duì)象，深入分析流體動(dòng)力學(xué)，將流體仿真的方法應(yīng)用到大規(guī)模人群運(yùn)動(dòng)的仿真中，實(shí)現(xiàn)兩者的結(jié)合，提出了一種簡(jiǎn)潔靈活的人群運(yùn)動(dòng)控制方法。

2、>　　本文詳細(xì)研究了基于徑向基函數(shù)(Radial basis function，RBF)的群組運(yùn)動(dòng)仿真方法，研究其主要思想，完成實(shí)驗(yàn)，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(gè)覆蓋全局的速度場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)群組運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)，快速地改變?nèi)巳旱倪\(yùn)動(dòng)。<

3、br>　　另外，在局部（個(gè)體運(yùn)動(dòng)）控制方面，提出了基于光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（Smoothed Particle Hydrodynamics，SPH）的碰撞處理策略。利用SPH方法來模擬個(gè)體的碰撞檢測(cè)和碰撞避免等行為，避免了復(fù)雜包圍盒碰撞檢測(cè)技術(shù)，大大提高了模擬效率。在實(shí)驗(yàn)階段，我們實(shí)現(xiàn)了本文算法，并將其和RBF仿真方法、Treuille勢(shì)能場(chǎng)仿真方法、Narain仿真算法進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示了本文基于GPU計(jì)算的算法在大規(guī)模人群運(yùn)動(dòng)仿