1、隨著計算機圖形學的迅速發(fā)展，三維動畫已經應用到人們生活的各個領域，尤其是影視作品、游戲娛樂等行業(yè)。動畫技術的廣泛應用使得一般三維動畫效果難以打動日益挑剔的觀眾，群體動畫作為新的看點受到越來越廣泛的關注，成為計算機圖形學研究中的一個熱點問題。目前群體行為模擬在電影、游戲、虛擬現(xiàn)實、防災、交通規(guī)劃等許多方面具有廣泛的應用。本文主要關注于三維群體動畫創(chuàng)作中個體建模和群體路徑兩方面。
　　由于動畫研究日益注重角色模型的獨特性和動作的智能性

2、，動畫系統(tǒng)的各模塊之間耦合度日益提高，群體動畫制作難度日益加大，傳統(tǒng)群體動畫制作方法的局限日益明顯:一、角色模型需要動畫師們從草圖開始一步一步進行設計，模型的建造需要動畫師的想象力和創(chuàng)造力，單一建模的設計時間長，效率低；二、傳統(tǒng)動畫制作技術(如關鍵幀技術)動畫角色的每個動作和移動細節(jié)都由動畫師控制，隨著動畫時間的加長、角色數(shù)量的增多、復雜程度的提高，動畫師的勞動量顯著增加；三、由關鍵幀技術制作的角色缺乏自主性，輕微的改變對象存在的環(huán)境都

3、需要將整段動畫重新制作，動畫角色無法與它所處的周圍環(huán)境自動協(xié)調，降低了動畫的可修改性和交互能力。
　　本文針對傳統(tǒng)群體動畫制作方法的局限將進化計算思想運用于群體動畫制作過程中。首先將遺傳算法應用于群體動畫中的人物建模，然后設計出人物行走參數(shù)化插件來控制運動細節(jié)，最后提出一種改進的粒子群算法并將其應用于群體路徑規(guī)劃中?；谶M化計算的群體動畫方法可以為動畫師減輕勞動量，提高工作效率。本文主要工作為以下四個方面:
　　1.將遺傳算

4、法運用到群體動畫的人物建模中。
　　通常的人物建模方法一種是利用Maya等三維建模軟件，一種是使用三維掃描儀自動獲得，這兩種方法建立單一人物模型成本高，效率低。本文將已有的Maya人物模型作為原型，使用遺傳算法對各個部位進行進化，設計出控制人物模型的適應度函數(shù)，通過選擇、交叉、變異等操作生成多樣的人物模型，從而激發(fā)動畫師的設計靈感。
　　2.設計出三維環(huán)境中人物行走參數(shù)化插件。
　　通過分析人物行走的過程和關鍵幀，使用

5、人體骨架模型 H-AnimLOA1，設計出使用步距、抬腿高度等參數(shù)就可控制人物行走的參數(shù)化插件，用戶可對骨骼的大小、位置、關節(jié)轉向等參數(shù)進行調整生成不同的行走片段，該插件對不同模型具有一定的通用性。
　　3.提出了一種改進的粒子群算法。
　　粒子群算法是對群體行為研究而產生的一種群體智能算法，通過對粒子群算法拓撲結構和鄰域結構的研究，發(fā)現(xiàn)粒子的鄰域選擇非常影響算法性能。本文為粒子增加視野范圍的相關參數(shù)，將粒子視野范圍內的粒子