智能虚拟环境中虚拟角色行为模型研究

论文摘要

智能虚拟环境作为虚拟现实和人工智能、人工生命的交叉学科,目前已经成为虚拟现实技术的一个新的研究方向,其研究的重点是模拟虚拟环境中具有生命特征的虚拟角色。本文以黑龙江省教育厅科学技术项目“智能虚拟环境中虚拟角色行为模型研究”(11521006)为背景,研究了行为模型框架和行为模型中的关键技术,为虚拟角色建立基于人工神经网络近似的行为模型。本文介绍了智能虚拟环境和行为模型的相关概念及其主要研究内容,分析了虚拟角色层次模型、模拟大脑行为模型和基于Agent的行为模型等行为模型框架,并结合他们的特点设计了一个行为模型框架,分别针对虚拟角色认知层行为和行为层行为进行规划,使得虚拟角色能快速、灵活地适应虚拟场景的变化。本文采用群聚和群的驱赶的实例,对行为模型进行实现,分别采用有限状态机和人工神经网络对群体虚拟角色和驱赶者虚拟角色进行行为建模。人工神经网络近似的认知模型的实现过程包括训练样本数据的获取,数据预处理和后处理,神经网络的训练与应用。本文采用程序控制和人工控制两种方式获取训练样本数据,并对训练样本进行了冲突数据处理和数据规格化,保证了训练过程中能够较好的反映输入、输出的映射关系。实验结果表明,采用人工神经网络近似的认知行为模型的虚拟角色具有较好的智能性和自主性,克服了传统虚拟角色的缺点,达到了预期的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 智能虚拟环境概述
• 1.1 智能生命模拟和智能交互
• 1.2 智能虚拟环境中的行为动画
• 1.3 智能虚拟环境中的知识表示和推理
• 1.4 图形实时绘制
• 1.5 本章小结
• 第二章 行为模型框架研究
• 2.1 虚拟角色层次模型
• 2.2 模拟大脑行为模型
• 2.3 基于Agent 的行为模型
• 2.3.1 单Agent 行为建模
• 2.3.2 多Agent 行为建模
• 2.4 行为模型框架设计
• 2.5 本章小结
• 第三章 行为模型构建方法研究
• 3.1 行为建模主要方法
• 3.2 反向传播算法在认知行为建模中的应用
• 3.2.1 反向传播算法网络结构
• 3.2.2 反向传播算法训练方式
• 3.2.3 反向传播算法改进和性能改善
• 3.3 本章小结
• 第四章 虚拟角色行为/认知模型的设计与实现
• 4.1 行为建模原型实例说明
• 4.2 Delta 3D 简介
• 4.3 群体虚拟角色行为模型设计与实现
• 4.3.1 群体虚拟角色行为模型定义
• 4.3.2 群体虚拟角色行为模型实现
• 4.4 驱赶者虚拟角色行为模型设计与实现
• 4.4.1 使用神经网络近似驱赶者虚拟角色行为模型
• 4.4.2 驱赶者虚拟角色行为模型的建立与应用
• 4.4.3 获取训练样本数据
• 4.4.4 训练样本处理
• 4.4.5 神经网络训练与应用
• 4.5 行为模型建模方法实验结果分析
• 4.5.1 训练样本获取对认知行为模型的影响
• 4.5.2 明确的行为模型与神经网络近似行为模型比较
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要