動(dòng)漫游戲中虛擬角色的自主行為模型研究【開(kāi)題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)動(dòng)漫游戲中虛擬角色的自主行為模型研究動(dòng)漫游戲中虛擬角色的自主行為模型研究一、選題的背景與意義計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和動(dòng)畫(huà)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是隨著計(jì)算機(jī)硬件和圖形算法發(fā)展起來(lái)的一門(mén)高新技術(shù)，是使用計(jì)算機(jī)生成活動(dòng)的圖像的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和硬件技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)取得了很大的發(fā)展，正逐漸滲透到人們的生活中，傳統(tǒng)的關(guān)鍵幀技術(shù)下，計(jì)算機(jī)只是用來(lái)設(shè)計(jì)關(guān)鍵幀之間的中間幀，這

2、樣創(chuàng)作出來(lái)的動(dòng)畫(huà)具有許多缺點(diǎn)，缺乏自主性，也難以保證其自然真實(shí)性。為了增強(qiáng)虛擬角色的自然真實(shí)性，許多研究者開(kāi)始研究智能動(dòng)畫(huà)技術(shù)，結(jié)合人工智能創(chuàng)造出人工生命，其中人工動(dòng)物是模擬真實(shí)動(dòng)物自主性的角色，屬于人工生命研究的一個(gè)重要方面，能用計(jì)算機(jī)再現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，為人們提供了認(rèn)識(shí)自然和生命的新手段，不僅僅能為圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)提供研究課題，也能作為人工生命領(lǐng)域的研究對(duì)象，在教育游戲娛樂(lè)等方面也能提供服務(wù)。現(xiàn)階段比較著名的研究便是人工魚(yú)的研究

3、，其在教學(xué)和科研方面都有了一定的應(yīng)用，生成的智能動(dòng)畫(huà)能為生物學(xué)仿真、海洋可視化、教育、游戲和娛樂(lè)等服務(wù)，在虛擬角色的人工智能和模擬復(fù)雜的生物過(guò)程等方面也起到了極大的推動(dòng)作用，提供了通向智能圖形角色的道路，具有理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在動(dòng)漫游戲的應(yīng)用中，虛擬角色的自主行為屬于反映人工生命的一個(gè)方面，這使得虛擬環(huán)境中的生物更加貼近真實(shí)世界的生物，根據(jù)具體的場(chǎng)景以及事件，環(huán)境中的生物能做出相對(duì)應(yīng)的合適的自主行為動(dòng)作會(huì)令虛擬生物具有一定的生

4、物特征，使得整個(gè)游戲具有自然真實(shí)感。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題：本課題是動(dòng)漫游戲中虛擬角色的自主行為動(dòng)作，是一款模擬海底生物在各種情況下的動(dòng)作反應(yīng)的的三維互動(dòng)動(dòng)畫(huà)。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需要研究真實(shí)世界的魚(yú)類(lèi)的反應(yīng)動(dòng)作，用3DMAX制作海底環(huán)境和海底生物，使用DirectX3D引擎，在編程環(huán)境下使用一定的算法使程序中角色具有一定智能，其動(dòng)作反應(yīng)上有自主性。基本內(nèi)容如下：首先需要參數(shù)化虛擬角色的感知系統(tǒng)，這里著重于虛擬魚(yú)類(lèi)的視覺(jué)感知

5、系統(tǒng)，設(shè)定魚(yú)類(lèi)的視覺(jué)范圍參數(shù)，球形的視覺(jué)感受器在半透明的水中能看到的有效半徑為Vr，角度范圍為300，再利用眼睛球體的角度和視覺(jué)半徑Vr來(lái)定義虛擬魚(yú)類(lèi)的視覺(jué)范圍。同時(shí)也要建立附加的感知功能，如嗅覺(jué)感知，將感知半徑由Vr擴(kuò)展到，從而擴(kuò)大了感知范圍；利用視覺(jué)嗅覺(jué)感知，虛擬魚(yú)類(lèi)能獲取周?chē)h(huán)境與生物的幾何形狀、性質(zhì)和其他信息，做出比如覓食、躲避碰撞和逃避等行為。接下來(lái)就是行為的實(shí)現(xiàn)，由感知到行為，虛擬角色通過(guò)感知而感受到周?chē)沫h(huán)境和障礙物，從而

6、能有效地躲避。建立意圖發(fā)生器，結(jié)合感知系統(tǒng)，通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)進(jìn)行情感意圖上的建模，根據(jù)設(shè)定好的規(guī)則進(jìn)行判斷，從而做出相應(yīng)的反應(yīng)。這里的難點(diǎn)是如何將虛擬角色的感知行為變得更自然，而不是僅僅依靠規(guī)則進(jìn)行行動(dòng)，需要設(shè)定更多的內(nèi)部行為參數(shù)，如饑餓感，欲望，恐懼感，疲勞度，敏感度等反應(yīng)魚(yú)類(lèi)個(gè)性的參數(shù)，使得具體的虛擬角色在遇到同樣的環(huán)境條件時(shí)能根據(jù)自身的情況做出相應(yīng)的不同的反應(yīng)。四、研究的總體安排與進(jìn)度：（1）2010.11.20～2010.11.2

7、6：教師出題，學(xué)生選題，搜索資料，閱讀文獻(xiàn)，編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告（2）2010.12.20～2010.12.26：進(jìn)行開(kāi)題答辯，根據(jù)老師的建議進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告的修改（3）2010.12.01～2010.12.30：完成文獻(xiàn)翻譯（4）2011.01.01～2011.03.01：進(jìn)行3D建模，熟悉D3D，系統(tǒng)原型初版設(shè)計(jì)（5）2011.03.01～2011.03.20：完成文獻(xiàn)綜述，在初版原型上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)行中期檢查（6）2011.03.20～2011

8、.04.30：改進(jìn)原型，根據(jù)老師列出的提綱撰寫(xiě)論文（7）2011.04.30～2011.05：論文修改，預(yù)答辯演練，修改不足之處（8）2011.05：正式論文答辯，準(zhǔn)備好所需的原型演示系統(tǒng)以及演說(shuō)PPT五、主要參考文獻(xiàn)：[1]班曉娟，艾冬梅，陳泓娟.人工魚(yú).科學(xué)出版社，2007.10.[2]王德才，楊關(guān)勝，孫玉萍.精通DirectX3D圖形與動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)[M].第一版，人民郵電出版社，2007.5[3]涂曉媛.人工魚(yú)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的人工生命方法