3D水下游戲場景中角色魚智能行為的動態(tài)模擬與研究.pdf

1、3D游戲的發(fā)展在近十幾年來說可謂是如火如荼，游戲每年創(chuàng)造的經(jīng)濟價值也非常巨大。為了追求游戲帶給人們更大的沉浸感，交互感和真實感，現(xiàn)在的游戲內(nèi)容也變得越來越繁雜。自從華人女學者涂曉媛創(chuàng)造出被學術(shù)界稱為“曉媛的魚”后，學術(shù)界在惟妙惟肖，栩栩如生的曉媛的人工魚的基礎上在人工智能，人工生命，人工心理等諸多學科都展開了一系列有價值的科學研究，但是把人工魚應用到游戲開發(fā)和研究中的嘗試卻寥寥無幾。究其原因是對魚的運動仿真需要計算復雜的運動方程，這是極

2、其耗費時間的。所以如何解決人工魚運動的時間復雜性問題，如何將人工魚設計到游戲中都是富有挑戰(zhàn)和亟待解決的事情。
　　本文通過對3D游戲的開發(fā)設計以及魚類相關知識進行學習和研究，結(jié)合魚類真實運動特征和生存環(huán)境，實現(xiàn)了將人工魚在3D游戲中的運用。本文在研究過程中采取了基于NURBS曲線的魚體高度和厚度輪廓建模的方法建立起角色魚的3D模型。同時本文對魚類的游動方程進行研究，通過MATLAB仿真實踐建立起了符合魚類運動理論的快速實時性的游動

3、模型，這是將人工魚運用到游戲中的一個很關鍵的步驟。針對魚鰭的運動，本文對傳統(tǒng)的剛性鰭進行研究并且改善了剛性鰭的運動方程使得魚鰭的運動顯得更加自然。針對魚行為的仿真，本文結(jié)合智能體的思想設計了角色魚的行為庫，主要包括到達目標體行為，靠近目標體行為，離開目標體行為，追逐目標體行為，躲避障礙物行為，漫游行為，高興和傷心行為等。為了使得角色魚感知身邊的環(huán)境信息，本文設計了角色魚的感覺功能。同時為了更加真實的模擬魚的生存環(huán)境，本文設計實現(xiàn)了水下場