12、人群行为动画与虚实关联的技术解析

人群行为动画与虚实关联的技术解析

在人群模拟领域，为了实现逼真且高效的人群导航与行为模拟，有一系列先进的技术和方法。下面将详细介绍相关的核心内容，包括导航图、路径规划、可扩展模拟以及如何将真实人群与虚拟人群关联起来。

导航图（Navigation Graphs）

导航图是解决人群导航问题的一种新颖方法，它是一种捕捉给定环境可导航空间拓扑和几何形状的数据结构。这种结构受到机器人领域单元分解技术的启发，但分解并不完全。对于一个给定的环境，可导航空间由没有障碍物且足够平坦以允许导航的表面组成。

导航图将可导航空间分解为一组圆，相交的圆是相邻的可导航区域，在导航图中通过边连接。以下是导航图的一些关键特点：
- 顶点放置 ：顶点位于最大间隙路径（广义 Voronoi 图）的中心，并保持最小距离，以在图的复杂性和覆盖质量之间取得平衡。
- 边的定义 ：边是连接圆交点的线段，它们界定了行人从一个可导航区域到另一个可导航区域必须穿过的门。

导航图的计算输入包括环境的网格和一些用户定义的参数，如行人的大小（人群中人员的最大宽度和高度 h）、他们能够跨越的坡度角以及计算精度。计算导航图的主要步骤如下：
1. 环境网格采样 ：以用户定义的精度对网格进行采样，并将其存储为多高程地图（水平坐标对应一个或多个高程）。
2. 地图过滤 ：过滤垂直距离小于用户定义高度 h 的重叠点，删除最低的点。
3. 地图点连接 ：将地图点相互连接，每个点可能与其四个相