人工生命动画中的可交互流体环境建模研究

项目名称： 人工生命动画中的可交互流体环境建模研究

项目编号： No.61300074

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 吴狄

作者单位： 北京科技大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 本项目面向人工生命动画设计过程，提出虚拟生命体与环境之间信息交互的新方法-"可交互环境"建模方法，使动画中的虚拟生命体与其生存环境之间直接进行信息交互，从而增强环境的智能性，提高动画效果的逼真度。 针对人工生命动画中虚拟生命体与环境之间缺乏信息交互的问题，以典型的流体环境为例，提出关节粒子与表面粒子模型，解决虚拟生命体的粘弹性模型与流体的粒子模型之间的交互计算问题；针对流体环境建模，提出基于各向异性核函数的ASPH方法，以提高流体环境的建模精度，实现与虚拟生命体交互功能；针对新的建模方式在动画生成过程中虚拟生命体与环境的边界处理问题，提出基于水平集方法的表面重构，引入薄板能作为表面的评价函数，并以此为目标进行曲面演化，进行流体和生命体的表面重构。 本项目的研究有望解决人工生命动画中的虚拟生命体与环境信息交互的相关关键问题，提高动画设计的效率，为促进动画与游戏产业的发展提供理论和技术支持。

中文关键词： 计算机动画；人工生命；可交互环境；流固耦合；

英文摘要： This project orients animation design process of artificial life, proposes the exchange of information between the virtual lives and the environment - "interactive environment" modeling method. This method makes the virtual lives and their living environment exchange information directly in the animation system. Thereby it can enhance the intelligence of the environment, and improve the fidelity of animation. In artificial life animation, the problem is the lack of information exchange between the virtual lives and their environment. We take an example for the typical fluid environment, propose the model of joint particle and surface particle in order to solve the interactive computation problem between the virtual life model based on viscoelastic and fluid model based on particle. For the fluid environment modeling, we propose a ASPH method based on anisotropy kernel function in order to improve the accuracy of the fluid environment models and initiate the interactive function with virtual lives.In order to create the frontier of virtual lives and fluid environment in the animation generation process, we propose a surface reconstruction method based on the level set method. It takes the thin-plate energy as the evaluation function, and as a target surface evolution fluid surface reconstruction. The project is

英文关键词： Computer Animation；Artificial Life；Intreactive Environment；fluid-solid coupling；