17、实时人群模拟与虚拟城市构建技术解析

实时人群模拟与虚拟城市构建技术解析

1. 人群渲染

1.1 技术概述

在人群渲染中，通过将获得的点重新乘以 Ml 可将人群的轴对齐边界框（AABB）转换回世界坐标。同时，还介绍了一种适用于人群的阴影映射算法。实现快速人群模拟架构的步骤包括使用多种表示方式，如可变形网格、刚性网格和替身，利用运动套件实现不同表示之间的平滑切换，避免动画跳跃问题，并利用数据库存储不变数据。

1.2 实验结果

通过对比使用排序虚拟人列表和不使用排序列表两种情况的帧率，发现使用高度详细的可变形网格时，两种方式的结果相近，这是因为 CPU 到 GPU 的通信成为应用的瓶颈。而使用不太详细的表示时，排序列表的优势明显。以下是不同表示方式下的帧率测试情况：
| 表示方式 | 帧率表现 |
| — | — |
| 高度详细可变形网格 | 使用排序列表和朴素方法结果相近 |
| 简单可变形网格 | 排序列表优势逐渐显现 |
| 刚性网格 | 排序列表优势明显 |
| 替身 | 排序列表优势明显 |

2. 虚拟城市构建

2.1 构建挑战

构建用于实时虚拟人模拟的大型复杂城市环境面临诸多挑战，主要包括大量数据的建模、管理和可视化，以及构建语义丰富的环境以实现实时人群模拟。传统手动重建虚拟城市方法虽能提供高质量结果，但耗时且依赖操作员专业知识。目前有基于重建和参数化的自动或半自动方法。

2.2 重建与参数化方法

• 重建方法 ：旨在虚拟重现真实环境，需要多种数据源，如航空照片、