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(jì)價(jià)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(shí)感，現(xiàn)在的游戲內(nèi)容也變得越來越繁雜。自從華人女學(xué)者涂曉媛創(chuàng)造出被學(xué)術(shù)界稱為“曉媛的魚”后，學(xué)術(shù)界在惟妙惟肖，栩栩如生的曉媛的人工魚的基礎(chǔ)上在人工智能，人工生命，人工心理等諸多學(xué)科都展開了一系列有價(jià)值的科學(xué)研究，但是把人工魚應(yīng)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(yùn)動仿真需要計(jì)算復(fù)雜的運(yùn)動方程，這是極

2、其耗費(fèi)時(shí)間的。所以如何解決人工魚運(yùn)動的時(shí)間復(fù)雜性問題，如何將人工魚設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)以及魚類相關(guān)知識進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，結(jié)合魚類真實(shí)運(yùn)動特征和生存環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了將人工魚在3D游戲中的運(yùn)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(shí)本文對魚類的游動方程進(jìn)行研究，通過MATLAB仿真實(shí)踐建立起了符合魚類運(yùn)動理論的快速實(shí)時(shí)性的游動

3、模型，這是將人工魚運(yùn)用到游戲中的一個(gè)很關(guān)鍵的步驟。針對魚鰭的運(yùn)動，本文對傳統(tǒng)的剛性鰭進(jìn)行研究并且改善了剛性鰭的運(yùn)動方程使得魚鰭的運(yùn)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(shè)計(jì)了角色魚的行為庫，主要包括到達(dá)目標(biāo)體行為，靠近目標(biāo)體行為，離開目標(biāo)體行為，追逐目標(biāo)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(shè)計(jì)了角色魚的感覺功能。同時(shí)為了更加真實(shí)的模擬魚的生存環(huán)境，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了水下場