Wirtualne dodatki

Zachowanie generowanych komputerowo tłumów w filmach i grach wideo może wkrótce wydawać się znacznie bardziej realistyczne dzięki nowemu oprogramowaniu, które nadaje każdej postaci własną złożoną osobowość.

Miejsca do odwiedzenia, ludzie do zobaczenia: Nadanie animowanym postaciom własnej osobowości może sprawić, że generowane komputerowo sceny tłumu w filmach i grach wideo będą bardziej realistyczne.

Oprogramowanie zostało zademonstrowane w symulacji Pennsylvania Station w Nowym Jorku, przedstawiającej ponad 1000 osób dojeżdżających do pracy, funkcjonariuszy organów ścigania, artystów estradowych i turystów wykonujących swoje interesy. Każda osoba demonstruje złożone, racjonalne zachowania, które wspólnie tworzą o wiele bardziej realistyczną reprezentację ludzkiej działalności, mówi Demetri Terzopoulos , profesor informatyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles.

Ten rodzaj realizmu jest ważny w grach i filmach, mówi Norma Badlera , dyrektor Centrum Modelowania i Symulacji Człowieka na Uniwersytecie Pensylwanii. Mimo że symulowane tłumy zwykle stanowią część tła akcji na pierwszym planie, będą się wyróżniać, jeśli ich zachowanie będzie nierealistyczne, mówi. Cała animacja powinna wyglądać wiarygodnie.

Do niedawna algorytmy animacji tłumu zazwyczaj opierały się na jakiejś formie flokowania, w której każda postać porusza się w określony sposób, w zależności od tego, jak poruszają się jej sąsiedzi. Działa to dobrze w przypadku przedstawień zachowań zwierząt, takich jak dobrze znana panika gnu w Disney's Król Lew , mówi Terzopoulos. Ale u symulowanych ludzi, którzy powinni wykazywać pewne zdolności poznawcze, ten rodzaj ruchu może wydawać się bezcelowy i przypadkowy, mówi Badler.

Multimedia

• Śledź pojedynczego autonomicznego agenta w scenie tłumu.

• Oglądaj wirtualne tłumy płynące po nowojorskiej stacji Penn.

• Zobacz symulację Wielkiej Świątyni Petry w Jordanii.

Z drugiej strony, autonomicznymi pieszymi, zaprojektowanymi przez Terzopoulosa i doktoranta Wei Shao, rządzą trzy różne warstwy zachowań. Warstwa ruchu obsługuje podstawowe ruchy, takie jak chodzenie, bieganie, stanie i siedzenie. Do tego dochodzi warstwa reaktywna, która pozwala postaciom reagować na przeszkody lub inne napotkane postacie; umożliwia im również wykonywanie prostych zachowań, które ludzie zwykle uważają za oczywiste, takich jak chodzenie wokół ławki, aby na niej usiąść.

Ale to, skąd bierze się prawdziwa złożoność, to wierzchnia warstwa poznawcza. To tutaj agent może myśleć z wyprzedzeniem o tym, co zamierza robić w przyszłości, mówi Terzopoulos. To kompleksowy model poznawczy ludzi od podstaw.

Na przykład postać może zostać obciążona prostym zadaniem złapania pociągu. Wie jednak, że aby wykonać to zadanie, musi zrealizować szereg podcelów, takich jak zakup biletu i znalezienie peronu pociągu. W rzeczywistości nawet te cele podrzędne mogą mieć dalsze cele podrzędne, takie jak znalezienie kasy biletowej i wybranie najkrótszej linii biletowej, w której można stanąć.

Jest to złożony problem z planowaniem, który może zostać pogłębiony przez porażkę lub sukces postaci w osiągnięciu każdego z jej celów cząstkowych, mówi Terzopoulos. Jeśli chcesz złapać pociąg, ale nie ma już biletów, to musisz przeplanować i być może kupić bilet na późniejszy pociąg.

Aby zachowanie postaci było jeszcze bogatsze, animatorzy mogą również zaspokajać pragnienia, które mogą sprawić, że zatrzymają się, aby kupić napój gazowany z automatu lub zatrzymać się, aby obejrzeć ulicznych artystów. Oprogramowanie Terzopoulosa potrafi nawet uchwycić sposób, w jaki dwa tłumy ludzi, poruszające się wąskim korytarzem, naturalnie tworzą dwa przeciwległe pasy.

Oprogramowanie opracowane przez Massive Software z siedzibą w Nowej Zelandii, które zostało użyte do animowania wielkich scen bitewnych w trylogii Władca Pierścieni, jest również zdolne do nadawania animowanym agentom zachowań poznawczych, mówi założyciel firmy. Stephen Regelous . O ile wiem, w tej pracy nie ma nic szczególnie nowego, mówi.

Ale Badler się z tym nie zgadza: ostatecznie oprogramowanie Massive nakłada znaczne obciążenie na animatora lub programistę w zakresie tworzenia zachowań. W przeciwieństwie do tego, mówi, autonomicznych pieszych Terzopoulosa można stworzyć z dużą łatwością. Możesz przypisywać poszczególne cele lub możesz je przydzielać losowo, mówi Terzopoulos.

Ponadto, według Badlera, oprogramowanie Massive jest przydatne do animowania tylko stosunkowo krótkich scen; potem ilość czasu, jaką animator musi poświęcić na postacie, staje się zaporowa.

Dzięki oprogramowaniu autonomicznego ruchu pieszego, mówi Terzopoulos, można animować stosunkowo długie sceny, dyktując ruch i zachowanie 1400 postaci w czasie rzeczywistym. Jakkolwiek może się to wydawać wymagające, mówi, jest to możliwe, ponieważ dla każdej postaci używany jest ten sam zestaw mechanizmów – to tylko parametry, które się różnią. Największym kosztem obliczeniowym jest symulacja ich percepcji, ponieważ muszą patrzeć na inne obiekty ze swojego pola widzenia – mówi.

Wynik końcowy jest całkiem realistyczny, mówi Terzopoulos. Możesz śledzić i przyglądać się indywidualnej postaci w animacji Penn Station z bliskiej odległości przez okres do 20 minut. A to, co odkryjesz, mówi Terzopoulos, to zachowanie dość typowe dla kogoś na stacji kolejowej.

Poza filmami i grami rośnie zainteresowanie wykorzystaniem symulacji tłumu do przeprowadzania ocen pożarów i katastrof w dużych przestrzeniach publicznych, mówi Jian Zhang , dyrektor Centrum Badań Animacji Komputerowych na Uniwersytecie Bournemouth w Anglii.

W rzeczywistości Terzopoulos wykorzystał już swoje oprogramowanie, aby pomóc archeologom analizować i dowiedzieć się więcej o użytkowaniu starożytnego budynku, Wielkiej Świątyni Petry w Jordanii. Przecenili pojemność teatru, mówi.

Terzopoulos pracuje obecnie nad wykorzystaniem symulacji do projektowania inteligentnych sieci nadzoru. Problemy logistyczne związane z tworzeniem ogromnych sieci kamer bezpieczeństwa, wraz z obawami o prywatność, utrudniają badaczom wizji przeprowadzanie praktycznych eksperymentów w tej dziedzinie, mówi Terzopoulos. Tak więc obecny trend polega na tym, aby zamiast tego używać symulowanych przestrzeni publicznych.

ukryć