BOIDS规则的个人见解

BOIDS规则

　　今天总结了下BOIDS规则，希望对各位有用。不知道boids是什么的可以进这里看看：http://www.red3d.com/cwr/boids/

基本规则：

1.靠近
往圈内其它点的中心靠拢，受到一个牵引力

2.对齐
与圈内其他点的方向的平均值对齐

3.避免碰撞
离圈内最近点的距离小于最小可靠近距离则受到一个远离的力

 

规则分析：

//规则一：靠近
//靠近 周围可见区域 的 所有点的中心
//即：提供一个 靠近中心 的 加速度
//要求：
//1.找出区域内的点
//2.求出中心
//3.设定加速大小方向
// 到中心的距离d越大，加速度a越大；
// 方向为点到中心的方向

//规则二：对齐方向
//调整 方向，使方向尽量靠近 区域内所有点的 平均速度方向
//即：提供一个 旋转速度方向 的 加速度
//要求：
//1.找出区域内的点
//2.求出平均速度方向
//3.设定加速大小和方向
// 当前速度方向和平均速度方向的夹角alpha越大，加速度a越大；
// 方向为垂直于当前速度朝着平均速度的方向

//规则三：避免碰撞
//避免和区域内的点的距离小于最小可靠近距离MINDIS
//即：当离区域内某点的距离小于某个值时，开始施加一个加速度
//要求：
//1.找出区域内的点
//2.求出当前点到其他点的距离
//3.如果距离小于某个值时，就产生一个加速
// 加速度大小随着距离的减小而增大；
// 方向为其他点到当前位置点的方向

 

外加一个规则
//规则四：躲避边界
//当靠近边界时，施加一个躲避边界的加速度
//即：当区域有部分出界时，施加角速度（类似于规则二，但刚好相反），调整方向，使其远离边界
//要求：
//1.找出出界区域
//2.施加一个垂直于相交线的加速度
// 大小随着点到线的距离减小而增加
// 方向垂直于相交线远离边界线

分析之后的总结：（相当于伪代码吧）
1.确定区域；

2.判断 其他点 是否在 该点的 可见区域内；
求 该点 到 其他点 的 距离，并将各个距离保存到一个临时数组d[i]中，本身的i位置设为MAX。
如果 距离 小于 半径：
求出 该点 到 其它点 的 距离的方向；
如果 距离方向 和 该点的方向 的夹角 小于 规定的角度 则判断点在区域内。
在区域内将isinside[i]设为true；（默认为false，本身默认为true)

//以下的平均值都包括该点本身在内
3.求出区域内各个点的平均位置：sum(x)/n,sum(y)/n;

4.   规则一：

求出该点到平均位置的距离和方向。d=...;vx=x-x0;vy=y-y0;

a1 = MAXA*(d初-d)/d初；//d初表示开始产生加速度时的距离，d末表示最小可以靠近的距离为0。

Ax1 = x-x0;
Ay1 = y-y0;//x,y为平均位置，x0,y0为该点位置；

5.规则二：

   求出区域内所有点的平均的平均速度方向：vx=sum(vx)/n;vy=sum(vy)/n;

6.求出平均速度方向vxvy和该点速度方向的夹角，夹角alpha越大，加速度a越大；
a2 = MAXA*alpha/pi
方向为 垂直于当前速度 朝着平均速度 的方向

求加速方向的方法：求（x-vy,y+vx）到（x+_vx,y+_vy）的距离d,
             if d > sqrt(_vx^2+_vy^2)
                     A2=(vy,-vx)
            else    A2=(-vy,vx)

7.规则三：

            if d[i] < d初
                   a3[i] = MAXA*(d初-d[i])/(d初-d末)
                   Ax3[i] = x0 - xi;
                  Ay3[i] = y0 - yi;
            else
                 a3[i] = 0;

8.规则四：

            i=0 -> 边界点的个数（分内外界）
求相交区域特殊处理（将区域扩展为一个圆）：
                     先求点到边的距离db[i]
                          if    db[i]小于半径
                                    产生加速度ab[i] = a3[i] = MAXA*(d初-db[i])/(d初-d末)
                                    AX,AY垂直于边界，方向由垂点向圆心：即 Ax=x0-ver_x;Ay=y0-ver_y;
                          else ab[i]=0;