基于生物物理模型和硬件加速的魚類運(yùn)動(dòng)仿真.pdf

1、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫與仿真是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要領(lǐng)域.在過(guò)去幾十年里,計(jì)算機(jī)動(dòng)畫一直是人們研究的熱點(diǎn).在全球的圖形學(xué)盛會(huì)SIGGRAPH上,幾乎每年都有計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的論文和專題.從計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的發(fā)展過(guò)程看,計(jì)算機(jī)動(dòng)畫可以分為關(guān)鍵幀動(dòng)畫,變形物體動(dòng)畫,過(guò)程動(dòng)畫,關(guān)節(jié)動(dòng)畫,基于物理的動(dòng)畫等.本文所研究的虛擬魚的目標(biāo)是在硬件配置較低的微機(jī)上運(yùn)行真實(shí)而又流暢的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫.但是使用傳統(tǒng)技術(shù)和圖形學(xué)算法創(chuàng)作在虛擬海洋環(huán)境中活動(dòng)的虛擬魚,是十分復(fù)雜而又極其繁瑣的

2、,其運(yùn)算量之巨大,很難在微機(jī)上達(dá)到實(shí)時(shí)運(yùn)行的要求;但如果采用簡(jiǎn)單的關(guān)鍵幀技術(shù),又無(wú)法靈活表現(xiàn)魚豐富多彩的運(yùn)動(dòng)和行為.本文的目的是在動(dòng)畫的質(zhì)量和實(shí)時(shí)性兩者之間尋求一個(gè)較好的平衡點(diǎn).本文所論述的內(nèi)容是從魚的生物物理模型出發(fā),綜合構(gòu)建魚身體各部分的運(yùn)動(dòng)體系,通過(guò)將魚的運(yùn)動(dòng)和行為參數(shù)化,從而達(dá)到完全利用程序?qū)︳~進(jìn)行控制的目的,使虛擬魚的運(yùn)動(dòng)靈活而且逼真并能與外界環(huán)境交互;同時(shí)適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)化運(yùn)動(dòng)模型并使用硬件加速技術(shù)來(lái)滿足實(shí)時(shí)性的要求,使整個(gè)程序能夠