探究计算机对仿真人的研究作用

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1基本方法

首先，用3Dsmax8建立虚拟人行天桥的环境，利用OSGExportTool将场景导出成ive文件;其次，三维智能体动画模型则是利用3Dsmax当中的四足骨骼动画系统来建立，使用Cal3DAnimation插件得到Delta3D所兼容的4种数据文件:骨骼(Skeleton)、网格(Mesh)、材质(Material)、动画(Animation);分别导出走和跑两种不同动作的三维动画。此外，通过建立全局网格路径和碰撞检测的算法，智能体可以快速进行路径搜索，从而避免和虚拟环境人行天桥进行碰撞。

2虚拟人仿真的具体实现

2.1智能体信息感知

假设半圆形区域是智能体的预碰撞检测范围，其中心与智能体的重心重合。智能体所占平面是半径为r的圆，结合智能体虚拟视觉感知半径为D的半圆，智能体的预碰撞检测区域(半径为d)在空间平面运动的智能体，其所感知的视觉范围时刻都在变化，当障碍物进入感知区域时，障碍物的最外层与智能体中心的距离R必须满足。智能体信息感知主要是视觉信息的获取，通过碰撞检测的方法来实现。

2.2智能体移动的碰撞规避

碰撞规避是两个或两个以上物体的无碰撞运动。宗美玲，童小念等提出基于Vega的相交矢量碰撞检测技术，StephenJ.GuyMingC.Lin等人提出对多智能体碰撞规避的RVO算法。而这些都是三维空间平面上的碰撞检测方法。本文通过对基于几何方法碰撞检测算法的改进，利用Delta3D函数获得智能体行走时与虚拟环境竖坐标方向的交点，从而确定智能体行走时下一步的正确位置pos.z为智能体的竖坐标。

3实验结果与讨论

在一个现实中的人行天桥(楼梯宽1m，天桥宽2m)虚拟环境中仿真得的结果。所示为虚拟人刚开始上楼梯时的仿真，图3所示为一部分虚拟人上楼梯到天桥后继续向前行走，为虚拟人过了人行天桥下另外一个楼梯时的仿真。该程序在AMDAthlonIIX22.89GHz;内存2GB;图形显卡ATIHD5500512MB的计算机硬件平台下测试。分析表明虚拟人上楼梯过天桥的模拟时间和现实很接近;由于动态路径，碰撞检测的计算和三维动画渲染占用较多系统资源;因而本文只适用于小规模简单人行天桥下的人群模拟。

4结束语

本文虽已经对简单的人行天桥进行模拟，但对于多通道复杂环境下的研究还不够，未来希望通过建立多通道复杂的三维结构图来对全局路径进行分层，以加快路径计算效率。此外，文中建立的碰撞规避规则过于简单，对于以后的建模应更多地加入个体心理因素的相互作用来制定更加完善的规则。在特殊环境下，例如火车站、地铁站等人群密度大的地方也值得深入研究。人群模拟是计算机图形学中研究的热点，本文通过虚拟人行走过程中与楼梯的碰撞检测，使虚拟人在上楼梯时处于合理的位置;实现了虚拟人行走过程中对其所处虚拟环境的感知。利用碰撞检测的方法实现了虚拟人在上楼梯时对人体竖坐标的调整，保证了虚拟人上楼梯行为的实时性和逼真性，能够模拟现实中人行天桥人的行走过程。仿真结果表明，该方法对现实中人行天桥的人群仿真有一定的指导意义。

作者：肖小春宋建聪单位：广东工业大学