基于视频的虚拟人群运动仿真方法
第41卷一第4期一Vol.41一No.4一计算机工程
Computer Engineering
一一
2015年4月April 2015
四图形图像处理四
文章编号:1000-3428(2015)04-0222-06一一一文献标识码:A一一一中图分类号:TP37
基金项目:天津市应用基础研究计划基金资助面上项目(08JCYBJC 14300)三
作者简介:刘一艳(1972-),女,副教授,主研方向:虚拟现实,计算机动画,计算机图形学;张一静二吕一敏,硕士研究生三收稿日期:2014-05-13一一修回日期:2014-06-25一一E-mail :daisy _liu @https://www.docsj.com/doc/3a13385993.html,
基于视频的虚拟人群运动仿真方法
刘一艳a ,张一静b ,吕一敏a
(天津大学a.计算机科学与技术学院;b.软件学院,天津300072)
摘一要:现有虚拟人群运动仿真方法形成的大规模人群动画效率及形成的人群动画效果仿真程度低三针对上述问题,提出一种将故事板的概念和纹理合成算法相结合的方法,以此形成大规模人群动画三提取视频初始帧中的人群位置二站位方向二状态和动作信息以及后续帧序列中的人物路径信息,存储于样本故事板三采用基于块的纹理合成方法,利用样本故事板生成大规模故事板,以扩充人群规模三使用大规模故事板中的人群信息数据,结合简单的碰撞检测算法,驱动形成最终的虚拟人群动画三实验结果证明,该方法能够高效地生成效果逼真的大规模虚拟人群动画三关键词:基于视频;故事板;纹理合成;数据驱动;人群仿真;碰撞检测
中文引用格式:刘一艳,张一静,吕一敏.基于视频的虚拟人群运动仿真方法[J ].计算机工程,2015,41(4):222-227,231.
英文引用格式:Liu Yan ,Zhang Jing ,Lv Min.Motion Simulation Method for Virtual Crowd Based on Video [J ].Computer Engineering ,2015,41(4):222-227,231.
Motion Simulation Method for Virtual Crowd Based on Video
LIU Yan a ,ZHANG Jing b ,LV Min a
(a.School of Computer Science and Technology ;b.School of Computer Software ,Tianjin University ,Tianjin 300072,China )
?Abstract ?The existing massive crowd animation simulation methods have the defects of low quality and low efficiency in simulation.In order to solve these two problems ,this paper proposes a method of combining storyboard with texture synthesis algorithms which can efficiently generate large scale crowd animation.Crowd s positions ,standing directions ,status and information from the first frame including characters path information from the subsequent frames are extracted and stored in the sample storyboard.And combining with block-based texture synthesis method ,this sample storyboard can be used to enlarge the size of crowd efficiently.The final large-scale crowd animation can be simulated by using the enlarged storyboard in combination of simple collision detection algorithms.Experimental results prove the high efficiency and quality of this method in generating realistic large-scale virtual crowd animation.
?Key words ?video-based ;storyboard ;textural synthesis ;data-driven ;crowd simulation ;collision detection DOI :10.3969/j.issn.1000-3428.2015.04.042
1一概述
虚拟人群仿真是计算机图形学中一个重要的研究课题三虚拟人群仿真在多个领域应用广泛,如电影制作二游戏制作以及虚拟城市等三近些年来,开始有越来越多的人致力于虚拟人群运动仿真方法的研究三目前,如何提高人群仿真效果的真实性已经成为虚拟人群运动仿真方法研究的热点和难点三
在研究过程中,根据不同的研究方式,将研究方法主要分为基于模型的方法和基于数据驱动的方法三基于模型的方法是使每个代理人通过一些预定
义的简单规则和情形生成最终的动作[1]三文献[2]
提出了一种基于草图(sketch-based )的虚拟人群方法三用户通过一个交互界面,输入几条路径,通过输入的路径预估计人群的相关参数进行模拟三文献[3]提出了一种基于网格的方法,群组作为一个整体进行网格编辑,而代理人之间保持关系和原始路径尽可能不发生大的变化三文献[4]提出了一种基于动机理论[5]的人群行为模型,将心理变量纳入人群运动建模中三为了获得最终期望的动画效果,很多规则参数需要进行调整,比如初始位置二个体之间的距离及关系二移动速度等三基于模型的方法可以