[发明专利]基于微分域技术的人物群组细节保持方法

说明书

技术领域

本发明涉及群组动画中人物移动的方法，特别涉及到用来实现人物群组细节保持的方法。

背景技术

人物群组细节，是指在一组(群)人物模型之间的各种联系关系形态记录。这里所说的关系指的是多方面的信息：当人物以战斗队形的形式出现时，关系指人物之间的空间位置关系和队形关系(例如在军事战术编队过程中，远距离攻击武器多需要近距离攻击武器在一定距离处进行积极的防御和战术性的火力配合)；当人物以血缘或熟悉程度来共同出现时，关系指的是人物之间通过空间位置反映出的亲密程度(例如，在城市中漫游的行人，三五成群走在一起的均为一起逛街的家庭成员或好友)；当人物以竞技对手的关系来出现时，关系指的是对对手的运动特点设计的防守队形的保持(例如，在篮球项目中，简单的挡拆配合会打乱初始的盯人防守，这时就需要改变盯人，通过分析防守队员和对方队员的空间距离产生的对对方防守关系效果来轮转换位，达到对对方每一个危险人物的各自进攻特点达到一个压迫的最佳效果。人物群组细节的保持，就是在考虑以上这些关系细节，并在人物各自独立运动过程当中，使其每个人物都将这些关系细节因素看作为路径规划的一个考虑因素，从而当在整体上观察所有人物的运动时，他们之间的运动细节得以保持。

例如，在即时战略游戏当中，每次进行战斗的初始阶段要对战斗队形进行编辑，以保证各个战斗单位都可以发挥最大的战斗效能。理论上，在这个战斗团队运动的过程当中，这个阵型是要保持不变的，这样才可以在苛刻的突发时间情况下做出有利的战斗部署。然而，实际在运动过程当中，由于每一个个体都是按照各自的运动特点和各自面对的地形和目标来对立的规划每一个人物的运动路径。这样就导致在一个战斗团队的运动过程当中，每个战斗单位独自运动(在已经实现的主流游戏当中，基本上运动是按照所有人物一字长蛇的方式在向前运动)。这种情况下，任何初始情况下静态的战斗队形的编辑都失去了意义。对于玩家来说，游戏的胜负就不再关注于队伍的队形谋划，而变为更加关注于面对突发事件时通过微操作来操控战斗中的每一个人进入最佳位置。从而，游戏的可玩性就有策略级下降为战术级的游戏风格。对于非专业的游戏玩家，微操作的苛刻要求无形中提高了游戏门槛，降低了游戏兴趣。因此，我们这里试图找出一种办法来让本身各自独立的人物相互之间关联起来，自发的，始终的来贯彻玩家布置给他们的战术队形和战术任务。从而将玩家从专业的枯燥的微操作训练中解放出来，参与到更加高级的战略谋划工作当中。

如果将人物群组细节研究归类，可以看作是一种局部细节保持研究(对于人物研究，局部细节指的就是人物群组的战术队形细节)。在图形建模研究当中，局部细节研究是一个很重要的研究方向。本方法就是借鉴局部细节研究的方法而来的。其中微分域网格变形方法是模型变形领域最新的研究方法，我们的方法正式基于这个技术上的。

通过分析，我们发现群组细节研究同微分域网格技术之间存在着天然的联系。微分域网格技术通过对组成模型的点之间的距离关系加以控制来保持模型整体上的细节特征的相似性。同理，我们可以将人物模型场景看成是由一个个一个人物的点所组成的一个模型。这样，人物群组细节保持的问题就抽象成了人物模型的局部细节保持方法。于是，我们通过将微分域网格技术作用于一个一个人的点上，就可以达到将场景中的人物构成的群组细节保持下去的目的。

以下介绍一下微分域技术：

设G＝(V，E)为一个模型的3D三角面片网格。其中，v表示网格当中的点的位置，E表示点与点之间的边的连接。我们用p_j表示点集中某一个点j的空间坐标位置。接下来，我们希望找到一个合适的算子来保存记录三角形当中的局部细节关系。将这个算子表示为：D(p_j)。我们希望这个算子可以有效的记录某个点所在处的局部细节信息。目前，在微分域网格计算处理变形的研究当中，提出了许多算子的模型。这里为了说明问题，我们将简单的下面算子引入到人物群组细节保持的方法当中。