人工鱼：计算机动画的人工生命方法

内容简介

　　内容简介：本书以“人工鱼”为对象，研究计算机动画的“人工生命”方法和技术。该方法是基于自然生命模型的动画自动生成方法，通过构建“人工动物”，创作自激励的自主智能体，来模拟自然界动物个体的真实外观、形态、运动和行为，以及动物群体的社会活动和行为表现。该方法不仅可以显著增强计算机动画的逼真度和生动性，还可以有效提高动画的创作效率。本书详细介绍了该项研究的背景、人工鱼总体设计、生物力学模型及运动系统、形态与外观建模、感觉系统、行为系统、虚拟海洋环境模型、图形用户界面以及动画创作效果等。本书适用于从事计算机图形学、计算机动画、虚拟现实、人工智能等领域教学、科研与开发的教师、学生、研究开发人员等广大读者。

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图书目录

第一章  绪论
     1. 1  动机
     1. 2  挑战
     1. 3  方法学：计算机动画的人工生命方法
     1. 3. 1  目标和准则
     1. 3. 2  人工动物
     1. 3. 3  从物理学到逼真运动
     1. 3. 4  逼真感知
     1. 3. 5  逼真行为
     1. 3. 6  逼真度和效率
     1. 4  研究开发结果
     1. 4. 1  主要研究成果
     1. 4. 2  辅助技术贡献
     1. 5  本书内容概要
   第二章  背景
     2. 1  基于物理的图形建模
     2. 1. 1  基于约束的方法
     2. 1. 2  运动合成的方法
     2. 2  行为动画
     2. 2. 1  感知建模
     2. 2. 2  行为控制
     2. 3  行动选择的建模
     2. 3. 1  定义行动
     2. 3. 2  目标和方法
     2. 3. 3  以前的工作
     2. 3. 4  任务级行动规划
     2. 4  小结
   第三章  人工鱼的总体方案
     3. 1  运动系统
     3. 2  感知系统
     3. 3  行为系统
   第四章  人工鱼的生物力学模型及运动系统
     4. 1  基于物理的人工鱼模型
     4. 2  人工鱼的动态模型
     4. 3  生物力学分析
     4. 3. 1  粘弹性单元
     4. 4  肌肉与水动力学
     4. 5  数字仿真算法
     4. 5. 1  系统矩阵汇集与轮廓存储方案
     4. 5. 2  半隐式仿真算法
     4. 6  运动控制器
     4. 6. 1  肌肉运动控制器
     4. 6. 2  胸鳍运动控制器
   第五章  人工鱼的形态与外观模型
     5. 1  人工鱼的三维几何模型
     5. 2  获取纹理坐标
     5. 3  纹理绘制模型
     5. 4  动力学模型与显示模型相结合
     5. 5  胸绍运动的可视化
   第六章  人工鱼的感知系统
     6. 1  动画的感知建模
     6. 2  人工鱼感知系统
     6. 3  视觉感受器建模
     6. 3. 1  感知范围
     6. 3. 2  遮挡
     6. 3. 3  感知性能
     6. 4  可见性计算
     6. 4. 1  点的可见性
     6. 4. 2  其他鱼的可见性
     6. 4. 3  圆柱的可见性
     6. 4. 4  水草的可见性
     6. 4. 5  讨论
     6. 5  感知聚焦器
     6. 5. 1  动物注意力聚焦
     6. 5. 2  聚焦器设计
     6. 5. 3  小结
     6. 6  从感知到行为
     6. 7  综合视觉模型
   第七章  人工鱼的行为系统
     7. 1  有效行动选择机制
     7. 2  行为控制与生态学
     7. 2. 1  意图级
     7. 2. 2  行动级
     7. 2. 3  小结
     7. 3  习性
     7. 4  精神状态
     7. 5  意图发生器
     7. 5. 1  为什么要分级?
     7. 6  意图引导感知：聚焦器控制
     7. 7  行为的持续性
     7. 7. 1  行为记忆
     7. 7. 2  抑制增益与疲劳
     7. 7. 3  目标的持续性
     7. 8  行为程序
     7. 8. 1  基本行为：躲避潜在碰撞
     7. 8. 2  基本行为：追逐运动目标
     7. 9  人工鱼类型
     7. 9. 1  捕食者
     7. 9. 2  被捕食者
     7. 9. 3  安居者
     7. 10  讨论
     7. 10. 1  分析
     7. 10. 2  小结
   第八章  虚拟海洋环境建模
     8. 1  水流
     8. 2  海草及浮游生物
   第九章  动画图形用户界面
     9. 1  初始化面板
     9. 2  操作面板
     9. 3  控制面板
     9. 4  讨论
   第十章  人工鱼的动画效果
     l0. 1  “去钓鱼!”
     10. 2  “杰克·考斯托的海底世界”
     10. 3  动画特写：捕食行为
     10：4  动画特写：集群行为
     10. 5  动画特写：求偶行为
   第十一章  结论和展望
     11. 1  结论
     11. 2  对计算机动画和人工生命的影响
     11. 3  对计算机视觉和机器人的影响
     11. 4  在生态学方面潜在的应用
     11. 5  其他人工动物
     11. 6  展望
     11. 6. 1  计算机动画
     11. 6. 2  人工生命
      参考文献
     附录A  可变形的轮廓模型
     附录B  胸鳍运动的可视化
     B. 1  胸鳍拍水运动的动画
     B. 2  胸鳍划水运动的动画
     附录C  优先行动选取机制
     C. 1  行为选择网
     C. 2  自由流动层
     附录D  晓援的鱼(Xitaoyuan’s Fish)
     致谢