1、人群模拟：从基础概念到前沿应用

人群模拟：从基础概念到前沿应用

1. 人群模拟的发展与分类

人群集体行为的研究可追溯到19世纪末，但利用计算机模型进行模拟则是近几十年的事。在过去二十年里，来自建筑、计算机图形学、物理学、机器人学、安全科学、培训系统和社会学等多个领域的研究人员都开展了相关模拟工作。不过，各领域之间的思想交流较少，不同研究大多针对特定应用，采用不同的建模技术。

人群模拟主要可分为两个广泛的领域：
- 注重行为真实性的领域 ：通常使用简单的2D可视化，如疏散模拟器、社会学人群模型或人群动力学模型。此领域模拟的行为范围较窄且受控制，重点在于定量验证结果与现实世界观察的对应关系。可视化主要用于辅助理解模拟结果，并非关键因素，常见的用彩色点或简笔画代表人群成员的示意图就足够，有时甚至更便于突出重要信息。
- 注重高质量可视化的领域 ：例如电影制作和计算机游戏，主要目标是实现令人信服的视觉效果。该领域行为模型的真实性并非首要考虑因素，其作用更多是减轻人类动画师的工作负担，并在交互式应用中对输入做出响应。人群成员以完全动画化的三维图形呈现，经过纹理处理和光照设置以融入环境。

近年来，两个领域呈现出融合的趋势。可视化导向的系统试图融入更好的行为模型以创建更有说服力的动画，而行为导向的模型则努力实现更好的可视化，特别是在疏散模拟器领域。最具挑战性的应用可能是培训系统，因为有效的培训既需要行为的有效复制，也需要高质量的可视化。

2. 实时人群模拟的要求与挑战

实时人群模拟与涉及少量交互角色的系统或非实时应用（如电影中的人群或离线模型计算后的人群疏散可视化）相比，带来了不同的挑战