人群踩踏现象的本质是高密度恐慌人群中个体间大量、复杂、并发、非线性的相互接触力累积作用的瞬间释放。对其进行三维动画仿真,能为国家公共安全保障提供科学支持。本项目综合融汇人群动力学、物理学、心理学、生物力学等领域的理论方法,探索其三维动画仿真中若干科学难点问题的求解算法,包括(1)采用互信息方法和波动理论,建立描述踩踏现象发生条件与演化规律的可计算模型;(2)基于人群个体生理、心理、物理、情绪和外观的特征与机理,建立可全面模拟其在踩踏现象中真实反应行为的微观综合模型;(3)采用动力学模拟与数据驱动结合的混合控制、基于交互网格的时空最优化和基于独立特征空间模型的风格化方法,实现人群踩踏现象中挤压、推搡、抓扶、摔倒、绊倒、踩踏、堆积等复杂动作的运动合成;(4)采用模板派生、启发式LOD和GPU实例化方法,并根据人群速度和密度矢量场采用信息论方法,优化对大规模人群踩踏场景的渲染绘制和摄像机控制。
英文主题词crowd simulation;stampede;virtual human;high-dense crowd;