1.一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:
人工魚模型部件單元,其用于采用基于NURBS模型的實(shí)數(shù)編碼遺傳算法生成人工魚部件,以及根據(jù)所述人工魚部件進(jìn)行組裝;
和
魚群模型庫管理單元,其用于保存所述人工魚模型部件單元生成的人工魚部件,選取進(jìn)行組裝的人工魚部件,以及保存組裝后的人工魚,為魚群動(dòng)畫生成單元選取人工魚;
和
魚群動(dòng)畫路徑規(guī)劃單元,其用于采用微粒群算法對(duì)魚群運(yùn)動(dòng)的路徑進(jìn)行規(guī)劃;
和
魚群動(dòng)畫生成單元,其用于把從所述魚群模型庫管理單元選取的人工魚導(dǎo)入選定的路徑,生成動(dòng)畫。
2.如權(quán)利要求1所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng),其特征是:所述人工魚模型部件單元,包括:
人工魚模型部件設(shè)計(jì)單元,其用于采用基于NURBS模型的實(shí)數(shù)編碼遺傳算法生成人工魚部件;
和
人工魚模型組裝單元,根據(jù)所述人工魚模型部件設(shè)計(jì)單元生成的工魚部件組裝成人工魚。
3.一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,該方法包括以下步驟:
(1)在所述人工魚模型設(shè)計(jì)單元中,把人工魚分解成為單個(gè)的部件,并將分解出的各個(gè)部件執(zhí)行實(shí)數(shù)編碼遺傳算法;
(2)分別獲取步驟(1)中各個(gè)部件的NURBS模型,設(shè)置默認(rèn)操作次數(shù)執(zhí)行實(shí)數(shù)編碼遺傳算法,生成新的人工魚部件;
(3)將步驟(2)中生成的新的人工魚部件保存至所述魚群模型庫管理單元中;
(4)重復(fù)步驟(2)-步驟(3)直至所有的人工魚部件生成完成;
(5)從所述魚群模型庫管理單元中取出人工魚部件組裝成為人工魚,然后存到魚群模型庫。
4.如權(quán)利要求3所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,其特征是:在所述步驟(1)中,所述部件包括:
魚身部件,背鰭部件,尾部件,尾鰭部件,肚鰭部件,眼部件和嘴部件。
5.如權(quán)利要求3所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,其特征是:在所述步驟(2)中,具體步驟包括:
(2-1)提取一個(gè)人工魚部件的NURBS模型的輪廓線;
(2-2)在步驟(2-1)中提取的NURBS模型的輪廓線上選取一組控制點(diǎn),在控制點(diǎn)處對(duì)NURBS模型的輪廓線進(jìn)行放大或縮小,得到一組候選的部件;
(2-3)對(duì)所述候選的部件采用適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià),選取適應(yīng)度值高的部件作為種子,指定次數(shù);
(2-4)對(duì)所述種子進(jìn)行操作直至執(zhí)行完制定次數(shù),生成新的人工魚部件。
6.如權(quán)利要求5所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,其特征是:
在所述步驟(2-1)中,所述NURBS模型的輪廓線包括U線和V線,所述U線是模型表面橫向上的曲線,所述V線是模型表面縱向上的曲線;
提取NURBS模型的輪廓線,即提取NURBS模型的所述U線和所述V線。
7.如權(quán)利要求5所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,其特征是:在所述步驟(2-2)中,具體步驟包括:
在NURBS模型的所述U線上選取一組控制點(diǎn),以0.8-1.2之間的隨機(jī)數(shù)作為倍數(shù),在所述控制點(diǎn)處對(duì)NURBS模型的U線進(jìn)行放大或縮小,放大或縮小的倍數(shù)作為實(shí)數(shù)編碼遺傳算法的編碼。
8.如權(quán)利要求5所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,其特征是:在所述步驟(2-2)中,具體步驟包括:
在NURBS模型的所述V線上選取一組控制點(diǎn),以0.8-1.2之間的隨機(jī)數(shù)作為倍數(shù),在所述控制點(diǎn)處對(duì)NURBS模型的V線進(jìn)行放大或縮小,放大或縮小的倍數(shù)作為實(shí)數(shù)編碼遺傳算法的編碼。
9.如權(quán)利要求5所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,其特征是:在所述步驟(2-3)中,
所述適應(yīng)度函數(shù)為:
其中,
Currenti:當(dāng)前個(gè)體的第i個(gè)曲線的半徑與第一曲線的半徑之間的比率;
Besti:當(dāng)前個(gè)體的第i個(gè)曲線的半徑與第一曲線的半徑之間的最佳比率;
曲線的半徑:控制點(diǎn)到第i個(gè)曲線上的中心點(diǎn)的距離的平均值。
10.如權(quán)利要求5所述的一種魚群動(dòng)畫制作系統(tǒng)的魚群生成方法,其特征是:所述步驟(2-4)中,具體步驟包括:
(2-4-1)對(duì)所述種子兩兩進(jìn)行多點(diǎn)交叉;
(2-4-2)對(duì)所述種子進(jìn)行多點(diǎn)變異;
(2-4-3)重復(fù)步驟(2-4-1)-步驟(2-4-2)直至執(zhí)行完所述步驟(2-3)中的指定次數(shù)。