计算机动画的人工生命方法：“人工鱼”的建模和生成

引言 生活在自然界的动物群体是动画创作者面临的“挑战性”难题。为此,我们开发了计算机动画生成的新方法──“人工生命”方法,可以逼真地体现自然生态系统中动物群体的复杂运动和行为,并且可显著地降低动画创作者的劳动强度。 我们的方法是构建“人工动物”,创作自激励的自主智能体,去模拟动物个体的真实外观、运动和行为,及动物群体的社会行为表现模式。用计算机模型描述这些人工动物共有的基本特征──生物力学、运动、感知和行为。 为了证实我们构建的“人工生命”的有效性,我们实现了在虚拟海洋世界栖息着的各式各样的人工鱼…     

“人工鱼”动画模型设计

人工鱼生物力学模型及运动控制 １．人工鱼生物力学模型的结构 大多数鱼都是用它们的尾鳍作为主要的驱动器官。尾鳍驱动有三种基本类型：第一种类型，如具有刚性躯体和带壳的鱼所表现的，使用尾鳍和邻近躯体的一小部分；第二种类型，就像青鱼、鲭鱼、大马哈鱼等能灵活游动的鱼种所表现的，至少有半个躯体是可弯曲的；第三种类型，如美洲鳗所表现的，在波浪起伏的水流中游动，几乎整个身体都是可以变形的。 我们开发的人工鱼的生物力学模型的尾部驱动模式为第二种类型。我们设计了曲２３个质量点和９１个“弹簧－阻尼”单元所组成的“质点－…     

“人工鱼”及虚拟海底世界建模方案

“人工鱼”的动画建模方案 为了给人工动物建模,需要考虑从外貌到内部功能等各方面。我们将人工鱼模型分为三种子模型。 １．外貌形态模型：采用可变形的几何图和纹理图刻画各种 人工鱼的外貌和形 态。 ２．内部结构模 型：描述人工重驱体 内部的结构和功能, 包括：肌肉效应器、 鱼体的变形仿真、生 物物理和动力学模 型等。 ３．感知行为模 型：包括人工鱼的感觉聚焦、意图产生、运动和行为控制等 模型。 “人工鱼”动画的建模总体方案如图１所示。 在图１中,人工鱼动画的总体方案可分为三个子系统。 １．感觉系统 人工鱼感觉系统依靠一…