视频播放是一种广泛使用的技术在动物行为。我们创建和评估程序,适用于回应,主体行为的实时自动数据的规则为基础的,三维电脑动画的交互播放。
视频播放是一个广泛使用的技术,为控制动物传播的视觉信号的处理和介绍。特别是,参数为基础的电脑动画,提供了机会,独立操纵任意数量的行为,形态,或光谱特征逼真,动物在屏幕上移动图像的背景下。然而,常规播放的一个主要限制是视觉刺激,缺乏互动能力与活的动物。从视频游戏技术的借贷,我们已经创建了一个自动化,视频播放,从视频跟踪系统的实时信号控制动画的交互系统。女剑尾鱼, 剑尾birchmanni进行材料的选择试验,我们证明了这种方法。女性被赋予了一个献殷勤的男同种和水族馆两侧的一个求爱男heterospecific(X. malinche)之间的同步选择。虚拟男性刺激编程跟踪水平位置的女性,在野外求偶的男性。伴侣的选择试验,对野生捕捞的X 。 birchmanni女性被用来验证原型的能力,有效地生成一个逼真的视觉刺激。
前动物行为的交互式视频播放方法依靠人工操作,提供响应的主体行为的线索。有了IVP,我们创建了一个程序,适用于以规则为基础的互动响应,对主体行为的实时自动数据。我们简单介绍一下创建下面的程序中所涉及的步骤。
第一步是创建数字化X 的男性典范birchmanni和X 。 malinche。我们花了6以往的研究方法类似。我们创建了一个基于真正的 X的照片上的纹理建模的三维网格birchmanni和X 。 malinche。为了捕捉真正的鱼,用来模拟鱼的形状相同的照片,逼真的纹理被用作鱼的纹理。一个平面贴图应用到自己的紫外线的坐标对齐与照片纹理的UV贴图。其次,数字鱼网状必须像一个真正的鱼变形。而要做到这一点,创建一个虚拟的骨骼是身体和鳍和“剥皮”网格。关节旋转时,使网格变形蒙皮过程。
第二,我们添加了数字鱼的议案。六关键的动作,使得男性的剑尾鱼的动画。三个动作被用来代表不同的速度,鱼会游泳。其他三个乐章,其余仍鱼,转弯,或参展横向的求爱显示。由于雄性能够按照提高或降低其背鳍,无论男性还是女性接收机目前的 3,我们从外侧求爱运动解耦的背鳍。背鳍键,这样它可以循环过程中提高或降低在任何时候。共有二十四个动画周期使用。每个周期的开始和截至鱼在同一姿势,使动画周期可以很容易地交融在一起。二十四动画周期对位7,8所需的议案,从现场的开销视频, 拉拢男性 X。 birchmanni。
第三,我们启用了交互性。我们使用的Biobserve查看器的系统,实时跟踪的吻,身体和女剑尾尾的位置和传输实时IVP方案信息。这样做是单独为每个监视器上的每个求爱男。男性动画跟着受鱼的位置。我们仿照下面的使用雷诺抵达转向行为9,10,允许男性遵循女性和减速,因为它接近女性。
要计算出在每个时间步的男剑尾鱼的位置,该系统提供与当前位置的女性,这使得程序来计算的力量,推动男性。首先,目标偏移向量计算,减去从雄鱼雌鱼的位置的位置。二雄鱼雌鱼的距离是由目标偏移矢量的幅度。第三,雄鱼所需的速度是由除以一个常数的减速值的距离。这使雄鱼放慢,因为它接近雌鱼。最后减去所需的速度从目前男性的速度计算,所需的加速度。
由于动画是在60赫兹的离散视频帧渲染,计算每个离散的时间步长,在0.016秒的时间间隔。最大速度设置为10厘米/小号这些实验的价值。如果新速度的幅度大于最大速度,速度设置为最大。
对于这个特殊的模拟,互动雄鱼背鳍提出50%的时间,只有在求偶相互作用。横向的求爱行为是引发男性的刺激时,在0.25 Z尺寸的女剑尾鱼的体长。
我们很惊讶,交互取消conspecifics女性的偏爱,尽管事实上,非交互式的动画引起了强烈的偏好和女性度过了大部分时间与关联的互动刺激。一种可能性是,可以重写用于评估男性的视觉线索,如剑和背鳍,密切关注女性。此外,女性可能不太可能在拉拢男性失去兴趣,因此不大可能样品不论是个人(图5)。
然而,我们的结果表明,视频游戏技术的工作原理,即软件驱动,响应用户输入的规则为基础的药物可以成功地应用于互动式播放,在研究动物的行为。这种类型的以规则为基础的的互动式播放证明对研究变浅和集体运动11,12有用。在操纵一个虚拟的典范变浅使用规则的能力,特别是应该让我们见识到动物使用的进程,使变浅决定。
The authors have nothing to disclose.
我们感谢斯蒂芬施瓦茨和基督教Biobserve公司Gutzen赞助这篇文章中,相当多的技术援助。我们感谢与鱼护理援助奥利维亚奥乔亚,基督教考夫曼和扎卡里水芹,我们感谢墨西哥联邦政府权限收集鱼。我们要感谢格伦Vigus,弗雷德里克帕克,并在得克萨斯州A&M可视化实验室雅典娜梅森和瑞安伊斯特林协助编写本出版物。经费是由美国得克萨斯州A&M大学和美国国家科学基金会的IOS – 1045226。
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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Maya 8.0 | ||||
C# program using Microsoft’s XNA Game Studio 2.0 | ||||
BIOBSERVE Viewer 2 | ||||
Dell 15” CRT monitor (2) | ||||
20 X 20 X 80 cm Plexiglas testing aquarium | ||||
Dell Latitude computer (animation server) |