近年来,大规模人群仿真由于其真实感强、实用性高而逐渐成为人们研究的热点,特定场景下的大规模人群路径规划有助于三维可视化分析剧院、博物馆、体育场、战场、商业区等场所中的人群运动规律,并可以对紧急情况下的人群疏散进行模拟。由于人群是一个复杂的整体,而在人群的活动过程中却又是以每个人为主体,故人群路径规划算法一直是人群研究中的重点。为了提高真实感,人群路径规划问题中还必须要考虑人群之间的避碰问题,因此如何建立真实而高效的避碰算法一直是人们关注的热点。 本文主要研究运动场馆中人群散场的路径规划算法,并着重解决人群之间的避碰问题。为了提高算法计算效率,本文设计了上述算法的GPU实现,取得了比较好的效果。 首先,本文针对人群疏散路径规划问题建立了基于Voronoi图的数学模型,通过将每个虚拟人限制在自己的Voronoi区域内活动；并为Voronoi图定义每个人的运动系数,在避免复杂的避碰计算的同时达到了比较真实的效果。其次,为了实现大规模人群对应Voronoi图的快速计算,本文利用了GPU的高速计算能力,当给定一组虚拟人后,能够实时地建立该组虚拟人的Voronoi图,从而实现了人群运动路径的实时规划。 最后本文构建了一个虚拟现实原型系统,利用Vega Prime和Diguy等软件来生成虚拟人群进行仿真,对上述基于Voronoi图的路径规划模型进行验证。由仿真结果可知,本文建立的路径规划模型针对运动场馆中的人群疏散达到了很好的模拟效果。