การจำลองการเคลื่อนไหวของกลุ่มคนโดยใช้เรบกราฟ (Crowd Animation Using Reeb Graph)

Abstract

การจำลองการเคลื่อนไหวของกลุ่มคนเป็นเรื่องที่มีมาอย่างยาวนาน แต่นักวิจัยส่วนใหญ่ยังคงสนใจการจำลองการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์มากกว่าการจำลองการเคลื่อนไหวของกลุ่มคน นอกจากนี้ยังมีนักวิจัยที่พยายามจำลองการเคลื่อนไหวของนกและปลาแต่ผลการทดลองก็ไม่สามารถนำมาใช้ได้กับการเคลื่อนไหวของมนุษย์เพราะมนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดกว่า โดยในงานวิจัยนี้จะทำการแทนรูปร่างของกลุ่มคน โดยที่กลุ่มคนแต่ละกลุ่มจะมีผู้นำกลุ่มและผู้ตาม ซึ่งผู้นำกลุ่มสามารถมีได้หลายตัวในหนึ่งกลุ่ม ผู้นำกลุ่มเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปหาเป้าหมายและผู้ตามจะเคลื่อนที่ตามผู้นำกลุ่ม โครงสร้างที่เราใช้แทนกลุ่มคนนี้เรียกว่าเรบกราฟซึ่งจะใช้โหนดของเรบกราฟแทนผู้นำกลุ่มและใช้เส้นเชื่อมแทนความสัมพันธ์ของกลุ่ม กราฟโครงสร้างนี้สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อสร้างพฤติกรรมที่ซับซ้อนได้ เช่น การแยกกลุ่มและการรวมกลุ่ม ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่สำคัญของการเคลื่อนไหวของกลุ่มคนจำนวนมาก

ABSTRACT  

Although virtual human has been an active research topic for many years, most researches focus on simulating various aspects of humanoid instead of a crowd of people. Many early researches in computer animation address the issue of simulating flocking behavior for creatures such as birds and fishes, but these results do not apply directly to virtual crowd simply because human beings possesses a higher degree of intelligence than other animals. In this paper, we report our progresses on crowd representation for multiple virtual crowds. Each virtual crowd consists of many leaders and many followers. The leaders are in charge of generating motions for its own group with the motions of other crowds taken into account. The followers use artificial life principles to follow the leader as it moves to the goal. We represent crowd shape by using Reeb graph. Nodes of the graph are known as leaders and edges of the graph describe how shape of crowd is. By the way, we use this representation known as the structure of crowd group to control the movement of crowd and this structure is able to split and joining which are the important behaviors of crowd simulation.