Crowd Simulation

Crowd Simulation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer Verlag
作者:Thalmann, Daniel (EDT)/ Musse, Soraia Raupp (EDT)
出品人:
页数:254
译者:
出版时间:2007-10
价格:$ 134.47
装帧:HRD
isbn号码:9781846288241
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
  • 人群模拟
  • 计算机图形学
  • 人工智能
  • 游戏开发
  • 虚拟现实
  • 建模
  • 算法
  • 动画
  • 实时渲染
  • 物理引擎
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具体描述

Recent times have seen growing interest in crowd simulation, particularly in the commercial sector where it is used in the fields of security, defence, entertainment and the movie industry. This book focuses closely on methods and techniques for crowd simulation, filling the gap in the professional literature. The topics covered in this comprehensive survey include Modelling of Populations; Virtual Human Animation; Behavioural Animation of Crowds; and, Crowd Rendering and Populated Environments.

《数字孪生与智能城市:从概念到实践》 引言:重塑城市形态的数字革命 在人类迈向后工业时代的今天,城市,作为文明的载体和创新的引擎,正经历着一场深刻的变革。传统的城市管理模式,依赖于滞后的数据采集和经验判断,已难以应对日益复杂的人口流动、资源分配、环境变化以及突发事件的挑战。《数字孪生与智能城市:从概念到实践》一书,正是基于对这一时代命题的深刻洞察而撰写。本书旨在系统性地阐述“数字孪生”(Digital Twin)技术如何作为核心驱动力,赋能城市规划、运营、治理的智能化升级,最终描绘出未来智慧城市的全景蓝图。 本书拒绝空泛的理论口号,而是聚焦于如何将尖端信息技术——包括物联网(IoT)、大数据分析、人工智能(AI)、云计算、高性能计算以及地理信息系统(GIS)——深度融合,构建一个与物理城市实时映射、动态交互的虚拟镜像。这个虚拟的“孪生体”,不仅是城市现状的精确复刻,更是预测未来、优化决策的强大工具。 --- 第一部分:数字孪生的理论基石与城市应用语境 第一章:数字孪生的本质界定与演进脉络 本章首先追溯了数字孪生概念的起源,从早期的仿真建模到现代的实时映射系统。我们将清晰界定数字孪生的核心要素:物理实体、虚拟模型、连接机制(数据流)以及反馈闭环。重点阐述了数字孪生与传统仿真(Simulation)、三维建模(3D Modeling)之间的关键区别,强调了“实时性”、“双向交互性”和“生命周期管理”的重要性。 第二章:构建城市级数字孪生的技术栈 构建一个可操作的城市数字孪生平台,需要集成多层次的技术支撑。本章详细剖析了支撑城市孪生的核心技术栈: 1. 多源异构数据的采集与融合: 探讨传感器网络(交通、环境、能源)、卫星遥感、移动通信数据以及政务数据的标准化、清洗与融合技术,确保虚拟模型输入数据的准确性和时效性。 2. 高精度空间建模与三维重建: 介绍激光雷达(LiDAR)、倾斜摄影测量等技术如何生成城市级别的精细化BIM/CIM模型,并讨论如何将这些静态模型转化为可驱动的、具备语义信息的动态孪生体。 3. 高性能计算与实时仿真引擎: 深入研究支持大规模城市模型运行的计算架构,包括边缘计算在数据预处理中的作用,以及如何利用GPU加速实现宏观尺度的实时流体动力学、交通流、人流密度等复杂场景的快速仿真。 第三章:数据治理与安全:城市孪生的信任之基 数字孪生体承载了城市最敏感和核心的数据资产。本章侧重于城市级数据治理框架的构建。内容涵盖数据确权、隐私保护技术(如差分隐私、联邦学习在城市数据共享中的应用),以及如何建立健壮的网络安全防护体系,确保在实时交互过程中,数据链条的完整性与安全性不受威胁。 --- 第二部分:数字孪生在城市功能模块中的深度赋能 第四章:智慧交通:动态路网优化与应急指挥 交通是城市生命的血液。本章探讨数字孪生如何超越传统的交通信号控制系统。通过对车流、人流、公共交通工具的实时建模,系统可以预测拥堵热点,进行“预见性”的信号配时调整。特别关注在极端天气或大型活动期间,孪生系统如何模拟多种疏导预案,并在虚拟环境中验证其效果,再将最优策略回馈至物理世界,实现真正的“车路协同”和“需求响应式交通管理”。 第五章:城市基础设施的预测性维护与韧性增强 本章聚焦于能源、供水、排污及桥梁隧道等关键基础设施。通过在孪生体中嵌入健康监测传感器数据,结合材料科学模型,系统可以预测设备的老化速率、管道的泄漏风险或结构疲劳点。这使得运维从传统的“定期维护”转变为“状态感知驱动的预测性维护”,极大地延长资产寿命并降低突发故障的概率,显著提升城市系统的整体韧性。 第六章:环境质量模拟与可持续发展规划 环境模拟是数字孪生应用的关键领域。本章详细介绍了如何利用孪生模型进行空气质量扩散模拟(考虑建筑群对风场的影响)、城市热岛效应分析、以及雨洪内涝的精细化模拟。规划者可以利用孪生体评估新建项目(如高层建筑群)对微气候和水文系统的潜在影响,辅助制定更加环境友好的城市发展策略。 第七章:应急管理与公众安全:从被动响应到主动干预 在面对火灾、疫情、地震等突发事件时,时间就是生命。本章阐述了如何将应急响应流程固化于数字孪生系统中。系统可以实时追踪被困人员位置、模拟烟雾扩散路径、优化救援队伍的部署路线。通过虚拟现实/增强现实(VR/AR)接口,指挥中心人员可以“沉浸式”地查看现场状况,并对前线人员进行精准的虚拟指引,实现高效的协同救援。 --- 第三部分:实践、挑战与未来展望 第八章:城市数字孪生平台的实施路径与标准 从试点到全面推广,城市数字孪生平台的构建面临巨大的集成挑战。本章提供了一套可操作的实施框架,包括:分阶段部署策略(从单点应用到全域集成)、数据标准的统一化工作、以及跨部门协作的组织保障。同时,本书也将梳理当前国际上正在形成的数字孪生互操作性标准(如CityGML、IFC的扩展应用),指导实践者避免“数据孤岛”的重现。 第九章:经济效益评估与投资回报分析 构建和维护一个城市级的数字孪生平台是一项长期、高投入的工程。本章通过案例研究和量化模型,分析数字孪生在提升能源效率、降低交通延误成本、减少基础设施非计划停运损失等方面带来的直接和间接经济效益,为城市管理者提供坚实的投资决策依据。 第十章:人本化智能:未来城市治理的伦理与交互 最终,智慧城市的核心是为人服务。本章探讨了在高度自动化的数字孪生驱动下,城市治理如何保持“人本化”。讨论了公民参与机制如何嵌入到孪生系统的反馈回路中,以及如何在追求效率最大化的同时,尊重城市生活的复杂性和多样性。展望了下一代孪生技术,如结合量子计算的超大规模实时模拟,以及如何利用增强现实技术,为市民提供个性化的城市信息叠加服务,真正实现市民与城市环境的无缝、智能交互。 --- 结语:迈向自适应的城市生态系统 《数字孪生与智能城市:从概念到实践》不仅是一本技术手册,更是一份面向未来的城市发展路线图。它旨在引导规划师、工程师、政策制定者和技术开发者,共同构建一个更具感知力、更具韧性、更可持续的城市生态系统,确保技术进步真正转化为市民福祉的提升。本书坚信,通过对物理世界和数字世界的精妙耦合,我们能够驾驭城市复杂性,塑造出更宜居、更具生命力的未来之城。

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读后感

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用户评价

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阅读**《Crowd Simulation》**的体验,就像是拿到了一把精密的瑞士军刀,每一页都藏着解决特定难题的工具。它的结构组织得极有条理,从最基础的牛顿力学在人群中的应用,到后来的更抽象的势场理论,层层递进,让人对建模的每一步选择都有迹可循。我特别欣赏作者对“参数调优”的重视。在模拟领域,真正困难的往往不是写出代码,而是找到那些能让模拟结果与现实观测相匹配的参数组合。书中花了相当大的篇幅来讨论如何进行敏感性分析和模型校准,这一点对于工程实践者来说是无价之宝。它不是那种只需要“看一遍”就能理解的书,它需要反复对照、亲自实践。我尝试着在书中的指导下搭建了一个简单的双向人流场景,结果发现,即使是微小的行人间距设定差异,都会导致整体流线出现显著变化,这让我对“细节决定成败”有了更深刻的体会。这本书的深度,在于它教会你如何质疑你自己的模拟结果,如何不断打磨你的模型,使其更接近真实世界的复杂性。

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这本书给我的感觉是,它彻底颠覆了我对“模拟”这个词的刻板印象。我原本以为这只是关于制作漂亮的动画,但**《Crowd Simulation》**展示了它在科学预测和风险评估中的巨大潜力。最让我感到震撼的是其中关于“恐慌扩散”和“信息传播”模型的章节。作者没有止步于简单的物理移动,而是引入了心理学和社会学参数,探讨在压力环境下,个体的决策如何集体失控。这种跨学科的整合能力,是许多纯技术书籍所欠缺的。书中对大规模并行计算在处理数百万独立代理时的挑战与解决方案的讨论,也展现了作者对前沿计算架构的深刻理解。它不是一本教你“如何敲代码”的书,而是关于“如何构建一个可信赖的虚拟世界”的哲学指南。阅读过程中,我时不时会停下来思考,我们现在所依赖的交通系统、应急预案,是否可以被更精细的模拟模型所优化。如果说有什么遗憾,那就是某些高级优化方法的细节介绍略显简略,但考虑到全书的覆盖面,这或许是必要的取舍。总而言之,这是一部极具前瞻性和实用价值的著作。

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这本**《Crowd Simulation》**,怎么说呢,读完之后感觉像是走过了一场关于人类行为和数字建模的漫长而引人入胜的旅程。它不像那种枯燥的教科书,反而充满了对复杂系统如何涌现出有序或混乱状态的深刻洞察。作者似乎非常擅长将理论与实际应用巧妙地融合在一起,书中关于粒子系统和基于代理(Agent-Based)建模的描述,清晰得让人几乎能“看到”那些虚拟人群在屏幕上移动、聚集、分散的轨迹。尤其让我印象深刻的是对“涌现现象”(Emergence)的探讨,书中通过精妙的数学公式和直观的图表,解释了简单的局部规则是如何导致宏观层面上复杂且不可预测的集体行为的。我特别喜欢它对不同场景的案例分析,比如疏散模拟、体育场人流控制,这些都不是空泛的理论,而是直接关系到我们现实生活安全和效率的真实例子。这本书的结构安排也非常合理,从基础的动力学模型开始,逐步深入到更复杂的社会交互规则,逻辑递进非常自然。对于任何从事计算机图形学、城市规划或复杂系统研究的人来说,这本书提供的不仅仅是技术工具,更是一种看待群体行为的全新思维框架。它迫使你跳出个体视角,去理解“群体”本身作为一个独立实体的运作规律,这份深度和广度,确实值得细细品味。

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说实话,刚翻开**《Crowd Simulation》**的时候,我还有点担心内容会过于学术化,充满晦涩难懂的算法描述。但出乎意料的是,作者在叙述上展现出一种近乎诗意的精确感。那种笔触,仿佛不是在写技术文档,而是在描绘一幅动态的社会图景。它并没有回避技术细节,比如碰撞检测、路径规划中的优化算法,但这些复杂的数学工具被包装在非常清晰的逻辑链条之下,使得即便是对数值方法不太熟悉的读者,也能大致抓住核心思想。书中对各种社会力模型的比较分析尤其精彩,比如区分了排斥力、吸引力与摩擦力在模拟中的不同作用,这让我开始重新审视日常生活中人与人之间那些微妙的“无形力量”。我注意到,作者在讨论算法效率和实时渲染性能时,使用的语言非常务实,没有夸大其词,而是客观地指出了不同方法的权衡取舍。这本书的价值在于它搭建了一个坚实的理论基础,但同时又时刻保持着对“真实世界”的关注,提醒我们模拟的目的是为了更好地理解和指导现实中的拥挤问题。那种平衡感把握得非常到位,读起来让人感到既扎实又富有启发性。

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这本书的语言风格非常具有权威性,但绝不傲慢,它更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。**《Crowd Simulation》**最吸引我的一点是它对历史脉络的梳理。作者没有直接跳入最新的深度学习方法,而是花了篇幅回顾了早期基于规则和基于势能方法的演变历程。这种历史的纵深感,使得我们能够理解当前技术发展的驱动力,而不是盲目追逐时髦的算法。它清晰地指出了不同时代模型的优缺点,比如早期模型的计算瓶颈,以及现代混合方法的复杂性。在讨论到文化差异对人群行为影响的部分时,我感到非常惊喜,这表明作者的视野超越了单纯的物理模拟,触及了更深层次的人文因素。这种包容性和批判性思维的引导,让这本书的价值远远超出了一个技术手册的范畴。它是一部集大成之作,为想深入理解群体动力学的人提供了一个坚不可摧的知识基石,让人在阅读结束后,对未来大规模人群管理和虚拟世界构建充满了信心和清晰的思路。

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