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作者: DavidChiou (邱大剛) 看板: BudaXfile
標題: 飛天演算法
時間: Sun Jul 21 20:17:09 2002
在美國早已有可運作的飛行車，不過政府一直未使其合法
化，據說是為了安全理由。
在許多電影裏，包含最近的「星戰二部曲」，都有三度空間
亂飛的車陣。「關鍵報告」裏面那種照軌道跑的車還比較可行，
要真的能亂飛的，大家一起亂飛還不撞在一起，或許真的是超乎
目前人類的技術水準。
地球上三度空間亂飛或許用處不大且弊病太多，因此或許飛
行車永遠都不會取代平面車（除了在救護車等特殊車種，有特殊
牌照的以外）。不過若是在太空中飛行，若飛行器的數量一多，
相關的移動演算法勢必得相當精準，否則立刻撞成一團。
我邊看星戰二部曲，邊想到星戰二部曲的那種亂飛方式是不
可行的，一定會撞成一團。不過自然界中卻處處可見亂飛卻很諧
調的現象 -- 鳥類的群體飛行。
這種大量飛行器的三度空間飛行，用中央控制的系統安排路
線不一定安全，尤其當數目一多，中央控制系統不一定能夠負荷，
且每個人的目地的及切入點可能又不相同，complexity 太高了。
在此演算上，師法自然或許也是一途。
以下錄自以前在獅子吼站的討論信件:
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Artificial Life 領域有個 boid 實驗，由洛杉磯的
Symbolics 公司的 Craig Reynolds 作的模擬。
這個實驗的基本想法是把一大群仿鳥的自動作用體（boid）
置於滿布牆壁和障礙的電腦環境中。每一個 boid 都尊循三個簡
單的行為規範：
一、它盡量和環境中的其他物體（包含 boid）保持最短的距離
二、它盡量和鄰近的boid保持相同的速度
三、它盡量向鄰近的大群boid的中心點移動。
這些規則完全沒有提到「成群結隊」，但是經由電腦模擬，
這些遵守簡單直覺的 boid 就會自然而然的結合成群、飛越障
礙。有時這群 boid 還會一分為二，從障礙物的二邊繞過，再
在另外一邊會合，彷彿事先經過周詳的計。在一次實驗中，一
隻 boid 意外撞上了一根柱子，它看起來像昏頭脹腦、搞不清
方向，盤旋了幾圈。然而當 boid 群開始移動時，它立刻飛馳
而去，重新加入隊伍。
以三個基本的規則（直覺），就能形成如此漂亮的隊伍，
顯示就數學上來說，生物的群體行為是有其數學的可能性。
[以上參考「複雜」一書]
這個很有意思，就像是人類行為的三要素--貪嗔癡。
一保持最短的距離是貪、二保持相同的速度是嗔，三向中
心點移動是癡。
人也是照著這個模式活動的。雖然看起來好像人有個
體上的不同，但是仔細想想所有活動仍不出離這三者。
[以上為 abstsai 發言]
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除了軌道的規劃以外，三度空間的群體移動，使用類似
boid 的規則（作為微調或作為個體遵行的移動規則），或許
將會有其必要性。如果設計得當，可能大量減少所須的中央
處理，並增加安全性。
當然，說不定我們下輩子才有這種須求，人類的移動還
沒這麼進步。不過最少在電影的相關畫面製作上面，如果能
考慮這種因素，相信對於製作立體車陣畫面的質感又能作一
大提昇，倍增真實性及未來性，以飽觀眾眼福。
Have a nice day!
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莫聽穿林打葉聲, 何妨吟嘯且徐行, 竹杖芒鞋輕勝馬, 誰怕? 一蓑煙雨任平生.
料峭春寒吹酒醒, 微冷, 山頭斜照卻相迎. 回首向來蕭瑟處, 歸去, 也無風雨也無晴.
∼蘇軾•定風波
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