Σύγκριση τεχνικών προσομοίωσης πλήθους με έμφαση στην κλιμάκωση σε περιβάλλον game engine
Loading...
Date
2026-07-03
Authors
Κοτσαρίνης, Μιλτιάδης
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η προσομοίωση πλήθους αποτελεί θεμελιώδες πρόβλημα της γραφικής με υπολογιστήκαι της ρομποτικής, με τέσσερις δεκαετίες βιβλιογραφίας και ριζικά ανόμοιες προσεγγίσεις: ευρετικούς κανόνες σμήνους, μοντέλα κοινωνικών δυνάμεων, γεωμετρική βελτιστοποίηση στον χώρο ταχυτήτων, συνεχή πεδία ροής, και δυναμική βασισμένη σε θέσεις. Η μεταξύ τους σύγκριση ωστόσο παραμένει δυσχερής: κάθε μέθοδος αξιολογείται στα δικά της σενάρια, με δικές της μετρικές και άγνωστο βαθμό πιστότητας υλοποίησης.Η παρούσα διπλωματική κατασκευάζει ένα κοινό, ντετερμινιστικό πλαίσιο σύγκρισης μέσα στη μηχανή Unity και υλοποιεί πάνω του δεκατρείς εκδοχές αλγορίθμων από εννέα οικογένειες, από το μοντέλο σμήνους του Reynolds έως τις σύγχρονες προσεγγίσεις προβλεπτικών δυνάμεων, δυναμικής βασισμένης σε θέσεις, πλοήγησης με απόσταση ασφαλείας και υβριδικής μικρο-μακροσκοπικής δυναμικής· καθεμία πιστή στο άρθρο αναφοράς της, με τις αποκλίσεις ρητά τεκμηριωμένες. Το πλαίσιο αποκλείει συνειδητά τη φυσική της μηχανής: οι πράκτορες είναι αμιγή δεδομένα, η ολοκλήρωση ρητή, και κάθε σειριακή εκτέλεση αναπαράγεται δυαδικά από τον σπόρο της. Δέκα από τις δεκατρείς υλοποιήσεις μετρούνται συστηματικά σε επτά παραμετροποιημένα σενάρια και πέντε μεγέθη πλήθους έως 10 000 πράκτορες, με τηλεμετρία επιδόσεων ανά στάδιο και ποιοτικούς δείκτες, υπό ρητή πολιτική τερματισμού που μετατρέπει τα όρια διαδραστικότητας των μεθόδων σε μετρήσιμα αποτελέσματα.Πέρα από τον πίνακα σύγκρισης, η εργασία προτείνει μια μετρική ποιότητας, την επιμονή συγκρούσεων, που μετρά τη σύγκρουση ως γεγονός με διάρκεια και διαχωρίζει συμπεριφορές (καθαρή αποφυγή, κολλώδη επαφή, ξυστά περάσματα) που η απλή καταμέτρηση επικαλύψεων συγχέει. Τα ευρήματα περιλαμβάνουν εκθέτες κλιμάκωσης από σχεδόν γραμμικούς έως τετραγωνικούς για τον ίδιο πυρήνα με διαφορετικά βοηθητικά στρώματα, επιτάχυνση άνω των δύο τάξεων μεγέθους από την παραλληλοποίηση του ίδιου αλγορίθμου, τεκμηριωμένα όρια των μεθόδων (την τύφλωση της Reynolds στα εμπόδια, το κατώφλι πυκνότητας της Aggregate, τα όρια διαδραστικότητας κάθε μεθόδου ανά σενάριο), και τη συστηματική ανάδειξη του πότε ο καθολικός σχεδιασμός διαδρομής είναι αναγκαίος έναντι της αμιγώς τοπικής πλοήγησης.
Description
Keywords
Προσομοίωση πλήθους, Κλιμάκωση, Ντετερμινισμός, Επιμονή συγκρούσεων