An Improved Algorithm of Searching Neighbor Agents in a Large Flocking Behavior

대규모 무리 짓기에서 이웃 에이전트 탐색의 개선된 알고리즘

  • 이재문 (한성대학교 멀티미디어공학과) ;
  • 정인환 (한성대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2009.11.30
  • Accepted : 2010.01.25
  • Published : 2010.05.31

Abstract

This paper proposes an algorithm to enhance the performance of the spatial partitioning method for a flocking behavior. One of the characteristics in a flocking behavior is that two agents may share many common neighbors if they are spatially close to each other. This paper improves the spatial partitioning method by applying this characteristic. While the conventional spatial partitioning method computes the k-nearest neighbors of an agent one by one, the proposed method computes simultaneously the k-nearest neighbors of agents if they are spatially close to each other. The proposed algorithm was implemented and its performance was experimentally compared with the original spatial partitioning method. The results of the comparison showed that the proposed algorithm outperformed the original method by about 33% in average.

본 논문은 무리 짓기에서 공간분할 방법의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안한다. 무리 짓기에서 여러 특성중의 하나는 두 에이전트가 공간적으로 가깝게 있다면 많은 공동 이웃들을 공유한다는 것이다. 본 논문은 이 특성을 적용하여 공간분할 방법을 개선한다. 기존의 공간분할 방법이 한 번에 하나의 에이전트에 대한 k개의 가장 가까운 이웃 에이전트들을 찾는 것에 반하여, 제안하는 방법은 에이전트들이 공간적으로 가까이 있다면 그들에 대하여 동시에 k개의 가장 가까운 이웃 에이전트들을 계산한다. 제안된 알고리즘은 구현되었으며, 그것의 성능은 기존의 공간분할 방법과 실험적으로 비교되었다. 비교의 결과로부터 제안하는 알고리즘이 기존의 방법을 평균적으로 33%정도 개선한다는 것을 알 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한성대학교

References

  1. Reynolds, C. W., Internation with Groups of Autonomous Characters", In Proceedings of the Game Developers Conference 2000, San Francisco, California, pp. 449-460, 2000.
  2. lain D. Couzin, Jens Krause, Richard James, Graeme D. Ruxton and Nigel R. Franks, "Collective Memory and Spatial Sorting in Animal Groups," J. theory Biol., pp. 1-11, 2002.
  3. Mat Buckland, Programming Game AI by Example, ISBN 1556220782, Wordware Publications, 2005.
  4. Reynolds, C. W., "Big Fast Crowds on PS3," In Proceedings of Sandbox (an ACM Video Games Symposium), Boston, Massachusetts, pp. 113-121, 2006.
  5. Julien Pettre, Pablo de Heras Ciechornski, Jonathan Maim, Barbara Yersin, Jean-Paul Laumond and Daniel Thalmann, "Real-time navigating crowds: scalable simulation and rendering," Comp. Anim. Virtual Worlds. pp. 445-455, 2006.
  6. Jagan Sankaranarayanan, Hanan Samet, Amitabh Varshney, "A fast all nearest neighbor algorithm for applications involving large point-clouds," Computers & Graphics 31, pp. 157-174, 2007. https://doi.org/10.1016/j.cag.2006.11.011
  7. M. Ballerini, N. Cabibbo, R. Candelier, A. Cavagna, E. Cisbani, I. Giardina, V. Lecomte, A. Orlandi, G. Parisi, A. Procaccini. M. Viale, and V. Zelravkovic, "Interaction ruling animal collective behavior depends on topological rather than metric distance: Evidence from a field study," PNAS 105, pp. 1232-1237, 2008. https://doi.org/10.1073/pnas.0711437105
  8. 이재문, "대규모 보이드를 이용한 대규모 무리의 효율적인 무리 짓기" 한국게임학회 논문지, 제8권 3호, pp. 87-96, 2008.
  9. 이재문, 권대중, 엄종석, 정인환, "무리 짓기에서 효율적인 이웃 에이전트 탐색" 한국멀티미디어학회 추계학술발표대회 논문집, 제12권2호, pp. 77-80, 2009.
  10. Wikipedia, "Algorithmic complexity of Flocking Behavior," http://en.wikipedia.org/wiki/Flocking_(behavior)Algorithmic_complexity.