基于人工生命方法的魚的模型研究

徐騫

吉林北華大學(xué)

基于人工生命方法的魚的模型研究

徐騫

吉林北華大學(xué)

在傳統(tǒng)的生命模型創(chuàng)建過(guò)程中主要通過(guò)一些關(guān)鍵幀技術(shù)進(jìn)行，但是在創(chuàng)建過(guò)程中還存在著一定的不足，因此，通過(guò)人們不斷的研究形成了全新的人工生命方法虛擬一些生命模型。基于此，本文對(duì)人工生命方法的魚的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究。

人工生命 模型 魚

1 前言

在傳統(tǒng)的生物模型創(chuàng)建、模擬過(guò)程中，主要通過(guò)一些“關(guān)鍵幀”技術(shù)進(jìn)行，主要將一些生物進(jìn)行預(yù)定，并將其定刻在某一個(gè)位置中，來(lái)觀察這種生物的形狀、和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但是這種技術(shù)所創(chuàng)建出來(lái)的生物模型與理想中的仿真效果相差甚遠(yuǎn)。如果將生物模型變得具有較強(qiáng)的真實(shí)感，就需要根據(jù)自己的知識(shí)將其進(jìn)行不斷的創(chuàng)新、完善，只有這樣才能保證創(chuàng)建出來(lái)的生物模型具有較高的真實(shí)性。這種模型在使用過(guò)程中常常會(huì)被人稱作為人工生命方法，改變了傳統(tǒng)技術(shù)的中的不足，創(chuàng)建出一個(gè)較為真實(shí)的生物行為，供給人們觀看。

2 基本概念

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的一種虛擬環(huán)境，在該技術(shù)使用時(shí)，可以將用戶的“放置”到該環(huán)境中，讓用戶在這種環(huán)境中體現(xiàn)較為真實(shí)的感受。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在使用過(guò)程中主要有以下三種特點(diǎn)：互交性、沉浸感、構(gòu)想性，這三特點(diǎn)在創(chuàng)建魚模型時(shí)有著非常重要的作用。

2.2 人工生命

人工生命是指一些具有自然生命現(xiàn)象和特征的人造系統(tǒng)，主要對(duì)一些生物的現(xiàn)象的動(dòng)力原理進(jìn)行分析，通過(guò)虛擬技術(shù)設(shè)置成全新的模型。在使用人工生命方法時(shí)，還可以通過(guò)一些計(jì)算機(jī)將生物進(jìn)行模式。

2.3 虛擬生物

虛擬生物主要通過(guò)一些計(jì)算機(jī)模型對(duì)一些生物進(jìn)行模擬，設(shè)置全新的模擬模型，同時(shí)還要保證這些生物模型具有一定的生物力學(xué)模型、感知模型、運(yùn)行模型等。模擬生物是人工生命方法的一部分，同時(shí)也是人工和生物而形成的一種全新技術(shù)。

2.4 虛擬生物實(shí)驗(yàn)室

虛擬生物實(shí)驗(yàn)室主要通過(guò)計(jì)算機(jī)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而創(chuàng)造出來(lái)一項(xiàng)全新虛擬試驗(yàn)環(huán)境。學(xué)生們可以在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中還有這較為真實(shí)的感受，仿佛身臨其境。在進(jìn)行虛擬魚試驗(yàn)時(shí)，可以通過(guò)虛擬技術(shù)對(duì)魚進(jìn)行解剖、觀察，只有這樣才能提高虛擬試驗(yàn)的真實(shí)效果。

3 虛擬魚的模型運(yùn)動(dòng)研究

虛擬魚在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，需要觀察其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)了解魚生活行為。而虛擬魚的運(yùn)動(dòng)方程主要通過(guò)對(duì)魚的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行研究，并將其設(shè)置成全新的模型，只有這樣才能方便人們觀看、了解。在設(shè)置虛擬魚的運(yùn)動(dòng)方程時(shí)，還要了解其高度結(jié)構(gòu)，將虛擬魚整體劃分成六部分，形成各自的方程。

4 虛擬魚模型的研究

4.1 建立虛擬魚的幾何處觀模型

在建立虛擬魚模型時(shí)，可以通過(guò)一些3DSMAX技術(shù)建立幾何外觀模型，并將其以3DS的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，標(biāo)出其坐標(biāo)、顏色、紋理等數(shù)據(jù)信息，從而方便對(duì)其的觀看、查找。

4.2 模型優(yōu)化

虛擬魚的模型優(yōu)化主要由以下幾點(diǎn)組成：（1）紋理拼接：紋理拼接可以直接的反映出虛擬魚的圖像，并通過(guò)魚體本身將其改變，從而發(fā)生紋理斷裂現(xiàn)象發(fā)生，采用紋理拼接方法才能改變這一現(xiàn)狀。主要使用方法就是將虛擬魚的紋理進(jìn)行拆分，并通過(guò)一些具有代表意義的紋理圖案進(jìn)行拼接，只有這樣才能顯示出完整魚的效果；（2）細(xì)節(jié)層次模型技術(shù)：該技術(shù)可以在不同的情況下將魚的狀態(tài)進(jìn)行描述，并采用一項(xiàng)較為復(fù)雜的程序設(shè)置實(shí)體模型。在設(shè)置模型時(shí)，還可以將魚的模型按照指定的遠(yuǎn)近點(diǎn)進(jìn)行切換，并選擇一些自動(dòng)的顯示層次，從而滿足人們的視覺。

4.3 虛擬魚模型和幾何模型的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)虛擬魚行為仿真

虛擬魚幾何模型主要在魚的外表中，讓人們?cè)谟^看時(shí)了解其最真實(shí)、最逼真的外形。虛擬魚的模型可以通過(guò)魚的變化魚轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的，并通過(guò)虛擬魚的模型將其魚動(dòng)力模型相結(jié)合，只有這樣才能將虛擬魚以一個(gè)最真實(shí)的形式展現(xiàn)出來(lái)。

5 總結(jié)

仿真系統(tǒng)在使用過(guò)程中分，可以提高虛擬魚的真實(shí)性魚可靠性，并對(duì)虛擬魚的模型進(jìn)行創(chuàng)新。仿真系統(tǒng)在使用時(shí)與其他技術(shù)相比還存在著較大的差距，只有將人工生命方法融入其中才能將提高虛擬魚的真實(shí)性。本文對(duì)人工生命方法的魚的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究，文中還存在著一定的不足，希望我國(guó)專業(yè)技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)人工生命方法的魚的模型研究。

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2015年吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究［項(xiàng)目號(hào)］吉教科合字［2015］第137號(hào)

2015年吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究［項(xiàng)目號(hào)］吉教科合字（2015）第149號(hào)

徐騫（生于1977年）女，北華大學(xué)信息技術(shù)與傳媒學(xué)院教師，碩士研究生。