AI.App-maya建模与骨骼动画快速实现人工鱼

cikenerd 发布于2019-06-26 18:14 / 3751人阅读

摘要：在行为中的例子沙丁鱼群游动鱼游动避障鲤鱼跃龙门行为。大法好由于力求简单快速实现，只要求快速入门。鱼的身体摆动如图，通过绑定骨骼，从鱼头到尾部，总共应该有到个节点。前后翻转翻转后快速前进一段距离后速度恢复。平衡没有摆动，在空间内缓慢位移。

背景

这个月学校举办人工鱼大赛，简单的说就是通过编程实现一或多条鱼的形态、行为、动作、习性等仿真。

▼涂晓媛的人工鱼概念图

听了讲座后感觉这个课题可以从上述四方面入手。
在形态中的例子：鱼叶海马的游动；六斑刺鲀的膨胀。
在行为中的例子：沙丁鱼群游动；鱼游动避障；鲤鱼跃龙门行为。
在习性中的例子：交配，产卵，珊瑚小丑鱼协作环境。

上半段特地撇开智能二字，因为不是说智能就能智能得起来的，背后算法的支持必不可少，本文最后会根据老师资料整理出真正的人工智能鱼模块实现算法与思路。

Maya大法好

由于力求简单快速实现，只要求Maya快速入门。分两步走，1.动画 2.建模。

1.动画

动画比较重要，之后建模直接上图。在动画中我们只考虑两个因素，一个适宜的前进，另一个是鱼的身体摆动。

1.1鱼的身体摆动
如图，通过Maya绑定骨骼，从鱼头到尾部，总共应该有4到5个节点。
通过三角函数，形如f(x)=a*sin(x)+b,延伸至其他几个节点，通过调整a控制摆动幅度,b控制横向摆动位移，整条鱼的摆动类似于汉明窗在三角函数的立体空间推移。如下图
▼简陋的鱼外形配上骨骼

1.2适宜的前进
观察行为有很多情况，如：
转向：身体横向位移减少，前进速度几乎不变。
前后翻转：翻转后快速前进一段距离后速度恢复。
平衡：没有摆动，在空间内缓慢位移。

▼一条没贴图的热带鱼

2.建模

简而言之，拖个球体，经纬度条数多一点，然后慢慢捏就行啦。

▼感觉自己萌萌哒

最终成果

▼没有贴图，凑合着看吧

真人工智能鱼模型思路资料汇总

整理自《人工智能鱼典型模型与算法》，感觉这才是重点，以后可以参考学习一下。

1.感知模型
1.1 基于BP神经网络的视觉感受器模型
1.2 基于模糊推理的人工鱼嗅觉感知模型
1.3 基于模糊神经网络的人工鱼味觉感知模型
2.认知模型
2.1 预定义生理发育认知模型
2.2 预定义精神状态（摄食欲望/交配欲望/恐惧感）认知模型
2.3 预定义产卵认知模型
2.4 预定义环境选择认知模型
2.5 随意性行为（情景树|自繁衍行为）
3.行为模型
3.1 个体
3.2 群体
4 其他  
形态外观模型（nurbs曲面）
生物力学（质点-弹簧-阻尼） 
肌肉肉与水动力学
数字仿真（游动|左转|右转|滑行|上浮|下浮|平衡|制动|后退） 海底虚拟环境模拟 ...

参考资料

《人工鱼－计算机动画的人工生命方法》涂晓媛

《maya白金手册》5册一套

GPU云服务器云服务器数学建模与图像识别技术实现加载动画 javascript实现动画 js实现gif动画

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