Computer Animation of Group Behavior with Emotional Contagion 群體情緒感染行為之電腦動畫  清華大學  資訊系統與應用研究所 簡馨妤  (Hsin-Yu Chien)  碩士論文
摘要 <ul><li>情緒模型  - James 與  Keike Jonathan Gratch 與 Stacy Marsella  的研究 </li></ul><ul><li>細胞自動機 (Cellular Automata) 的運算模式 ...
研究背景 <ul><li>電影魔戒三部曲所開發的 Massive , 近幾年已廣為大場面電影特效所用 </li></ul><ul><li>2004  年機械公敵裡成千上萬的機器人,  2006  年快樂腳 (Happy Feet) 裡成群唱歌跳...
相關研究 <ul><li>群體模擬系統 </li></ul><ul><li>行為動畫 (Behavioral Animation) </li></ul><ul><li>情緒、群體與情緒感染相關理論 </li></ul><ul><li>Gratc...
群體模擬系統 <ul><li>Hatfield  所定義之「情緒感染」 </li></ul><ul><li>美國賓州大學 Nuria Pelechano  有關逃散人群的模擬,使用自己開發的 MACES  來模擬高密度之逃難人群 </li></...
行為動畫
行為動畫 <ul><li>行為動畫的設計方法大致可分為三種 </li></ul><ul><li>(1) 以規則為基礎 (Rule-Based)  </li></ul><ul><li>FSM. FSM(Fuzzy). PRS </li></ul>...
情緒、群體與情緒感染相關理論 <ul><li>群體的定義  : </li></ul><ul><li>在社會學上, 群體常被定義為人或是動物的大量聚集。美國心理學與哲學家 Knight Dunlap 將群體視為具有共同刺激、感情、注意與行動的一群...
<ul><li>影響之形式分類 </li></ul><ul><li>(1) 情緒感染 (Emotional Contagion) </li></ul><ul><li>(2) 社會價值評價 (Social Appraisal) </li></ul...
從眾行為與情緒感染 <ul><li>社會心理學與社會影響 </li></ul><ul><li>美國學者 Herbert C. Kelman  將社會影響程度分為三類 </li></ul>
<ul><li>1936  年 Muzafer Sherif  發表了一個經典的實驗研究 </li></ul><ul><li>經過不斷重覆同樣的程序後, 大家的觀察結果會逐漸趨於一致 </li></ul>
<ul><li>Solomon Asch  也在 1951  做了一個有名的實驗 </li></ul><ul><li>實驗結果發現, 有 50% 的人會跟著大家作出至少一半的錯誤選擇,有 25% 的人則會堅持自己的答案 </li></ul>
<ul><li>根據這些實驗結果可以發現, 人多少會受他人的影響而改變自己的行為, 這種現象在社會心理學裡被稱為「從眾  (Conformity) 」。 </li></ul><ul><li>情緒感染理論 </li></ul><ul><li>無論...
細胞自動機 <ul><li>細胞自動機 (Cellular Automata ,或稱格子自動機 ) ,是美國數學家 John von Neumann  與 Stanislaw Ulam  提出的一種生物學上自我複製的模型 </li></ul><...
細胞自動機 <ul><li>(1) 網格 (Cell) </li></ul><ul><li>(2) 網格的狀態 (States) </li></ul><ul><li>(3) 鄰近區 (Neighborhood) </li></ul><ul><l...
細胞自動機 Von. Neumann Moore
細胞自動機 <ul><li>(4) 演化規則 (Rules) </li></ul><ul><li>是由上一個時間點它的狀態, 以及鄰近區內其他網格的狀態來決定。 </li></ul>
系統架構與流程圖 環境變數: (1) 總個體數 NA (Number of Agents) (2) 細胞長寬值 spaceR (3) 事件發生時間 ET (Event Start Time) (4) 事件開始個體 EA (Event Start...
群體情緒感染行為模型
情緒感染程式流程圖
實驗範例 <ul><li>高朋滿座型 </li></ul><ul><li>模擬參數設定: </li></ul><ul><li>􀁺  個體數 (NA) : 143 </li></ul><ul><li>􀁺  細胞長寬值 (SpaceR) : 10 ...
觀眾起立鼓掌之情緒感染 1 2 3 4
<ul><li>有空位型 </li></ul><ul><li>劇場並沒被觀眾坐滿, 有些許空位點綴其間。模擬參數設定: </li></ul><ul><li>􀁺  個體數 (NA) : 143 </li></ul><ul><li>􀁺  細胞長寬值...
1 2 3 4
小企鵝跳舞之情緒傳遞行為 本模擬使用相似的情境, 跳舞行為由企鵝群中隊舞前方某一 隻小企鵝開始, 慢慢向外傳遞 模擬參數設定: 􀁺  個體數 (NA) : 120 􀁺  細胞長寬值 (SpaceR) : 10 􀁺  最高易受感染性等級 (HL)...
 
 
體育場內群眾波浪舞之行為傳遞 模擬參數設定: 􀁺  個體數 (NA) : 162 􀁺  細胞長寬值 (SpaceR) : 10 􀁺  最高易受感染性等級 (HL) : 3 􀁺  最高表達能力等級 (EHP) : 3 􀁺  易受感染性等級差異 (...
 
MAYA  系統介面 設定環境變數 設定個體變數
結論 <ul><li>自心理學領域探索相關知識以了解情緒感染理論與成因 </li></ul><ul><li>結合以往研究之情緒模型 </li></ul><ul><li>外借助細胞自動機 (Cellular Automata) ,建構出群體中個體...
 
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    1. 1. Computer Animation of Group Behavior with Emotional Contagion 群體情緒感染行為之電腦動畫 清華大學 資訊系統與應用研究所 簡馨妤 (Hsin-Yu Chien) 碩士論文
    2. 2. 摘要 <ul><li>情緒模型 - James 與 Keike Jonathan Gratch 與 Stacy Marsella 的研究 </li></ul><ul><li>細胞自動機 (Cellular Automata) 的運算模式 </li></ul><ul><li>模擬出更為豐富與多元的群體動畫效果。 </li></ul><ul><li>細胞自動機的架構有助於簡化群體中複雜的傳遞行為 </li></ul>
    3. 3. 研究背景 <ul><li>電影魔戒三部曲所開發的 Massive , 近幾年已廣為大場面電影特效所用 </li></ul><ul><li>2004 年機械公敵裡成千上萬的機器人, 2006 年快樂腳 (Happy Feet) 裡成群唱歌跳舞游泳的小企鵝,博物館驚魂夜裡飛來跳去的各種館藏文物 </li></ul><ul><li>2007 年三百壯士裡盛大壯闊的場景, 都是利用 Massive 所完成 </li></ul>
    4. 4. 相關研究 <ul><li>群體模擬系統 </li></ul><ul><li>行為動畫 (Behavioral Animation) </li></ul><ul><li>情緒、群體與情緒感染相關理論 </li></ul><ul><li>Gratch-Marsella 情緒模型 </li></ul><ul><li>細胞自動機的組成、特徵與相關應用 </li></ul>
    5. 5. 群體模擬系統 <ul><li>Hatfield 所定義之「情緒感染」 </li></ul><ul><li>美國賓州大學 Nuria Pelechano 有關逃散人群的模擬,使用自己開發的 MACES 來模擬高密度之逃難人群 </li></ul><ul><li>瑞士虛擬實境實驗室 (VR Lab) 自 2003 年開始的 ERATO 專案 </li></ul><ul><li>以色列研究者 Natalie Fridman 基於社會比較理論之群體模擬。 </li></ul>
    6. 6. 行為動畫
    7. 7. 行為動畫 <ul><li>行為動畫的設計方法大致可分為三種 </li></ul><ul><li>(1) 以規則為基礎 (Rule-Based) </li></ul><ul><li>FSM. FSM(Fuzzy). PRS </li></ul><ul><li>(2) 以目標為基礎 (Goal-Based) </li></ul><ul><li>A.I </li></ul><ul><li>(3) 學習與適應 (Learning and Adaptation) </li></ul>
    8. 8. 情緒、群體與情緒感染相關理論 <ul><li>群體的定義 : </li></ul><ul><li>在社會學上, 群體常被定義為人或是動物的大量聚集。美國心理學與哲學家 Knight Dunlap 將群體視為具有共同刺激、感情、注意與行動的一群人 </li></ul><ul><li>群體情緒 : </li></ul><ul><li>無責性、盲目性、焦點性、排他性、潛意識浮現 </li></ul><ul><li>群體中情緒的交互影響 </li></ul><ul><li>(1) 由上而下 Top-down Process </li></ul><ul><li>(2) 由下而上 Bottom-up Process </li></ul>
    9. 9. <ul><li>影響之形式分類 </li></ul><ul><li>(1) 情緒感染 (Emotional Contagion) </li></ul><ul><li>(2) 社會價值評價 (Social Appraisal) </li></ul><ul><li>(3) 人與人間的情緒強化 </li></ul><ul><li>群體行為 : </li></ul><ul><li>(1) 感染性、 (2) 同一性、 (3) 非理性、 (4) 攻擊性 </li></ul><ul><li>本研究相關於 --> 感染性與同一性 </li></ul>
    10. 10. 從眾行為與情緒感染 <ul><li>社會心理學與社會影響 </li></ul><ul><li>美國學者 Herbert C. Kelman 將社會影響程度分為三類 </li></ul>
    11. 11. <ul><li>1936 年 Muzafer Sherif 發表了一個經典的實驗研究 </li></ul><ul><li>經過不斷重覆同樣的程序後, 大家的觀察結果會逐漸趨於一致 </li></ul>
    12. 12. <ul><li>Solomon Asch 也在 1951 做了一個有名的實驗 </li></ul><ul><li>實驗結果發現, 有 50% 的人會跟著大家作出至少一半的錯誤選擇,有 25% 的人則會堅持自己的答案 </li></ul>
    13. 13. <ul><li>根據這些實驗結果可以發現, 人多少會受他人的影響而改變自己的行為, 這種現象在社會心理學裡被稱為「從眾 (Conformity) 」。 </li></ul><ul><li>情緒感染理論 </li></ul><ul><li>無論組成分子的生活型態、職業、性格或智慧是否相同, 當他們成為一個群體後, 其感覺、想法和行為都將與個人獨處時截然不同, 情緒和觀念都會趨於一致 </li></ul>
    14. 14. 細胞自動機 <ul><li>細胞自動機 (Cellular Automata ,或稱格子自動機 ) ,是美國數學家 John von Neumann 與 Stanislaw Ulam 提出的一種生物學上自我複製的模型 </li></ul><ul><li>分類 : </li></ul><ul><li>(1) 平行計算 (Parallel Computation) : </li></ul><ul><li>(2) 局部的 (Local) : </li></ul><ul><li>(3) 一致性的 (Homogeneous) : </li></ul>
    15. 15. 細胞自動機 <ul><li>(1) 網格 (Cell) </li></ul><ul><li>(2) 網格的狀態 (States) </li></ul><ul><li>(3) 鄰近區 (Neighborhood) </li></ul><ul><li>1. Von. Neumann : </li></ul><ul><li>2.Moore : </li></ul>
    16. 16. 細胞自動機 Von. Neumann Moore
    17. 17. 細胞自動機 <ul><li>(4) 演化規則 (Rules) </li></ul><ul><li>是由上一個時間點它的狀態, 以及鄰近區內其他網格的狀態來決定。 </li></ul>
    18. 18. 系統架構與流程圖 環境變數: (1) 總個體數 NA (Number of Agents) (2) 細胞長寬值 spaceR (3) 事件發生時間 ET (Event Start Time) (4) 事件開始個體 EA (Event Start Agent) (5) 最高易受感染性等級 HL (Highest Level of Susceptibility) (6) 最高表達能力等級 EHP (Highest Level of Expression) (7) 易受感染性等級差異 SG (Level Gate of Susceptibility) (8) 空位影響比例 PE (Percentage of Empty Space) (9) 背後鄰居特別設定 BackSpe (Back Special Setting) 個體變數: (1) 情緒狀態值 ES (Emotion State) (2) 易受感染性等級 SL (Level of Susceptibility) (3) 表達能力等級 EL (Level of Expressive Ability)
    19. 19. 群體情緒感染行為模型
    20. 20. 情緒感染程式流程圖
    21. 21. 實驗範例 <ul><li>高朋滿座型 </li></ul><ul><li>模擬參數設定: </li></ul><ul><li>􀁺 個體數 (NA) : 143 </li></ul><ul><li>􀁺 細胞長寬值 (SpaceR) : 10 </li></ul><ul><li>􀁺 最高易受感染性等級 (HL) : 3 </li></ul><ul><li>􀁺 最高表達能力等級 (EHP) : 3 </li></ul><ul><li>􀁺 易受感染性等級差異 (SG) : 5 </li></ul><ul><li>􀁺 空位影響比例 (PE) : 0.0 </li></ul><ul><li>􀁺 背後鄰居特別設定 (BackSpe) : 0 </li></ul>
    22. 22. 觀眾起立鼓掌之情緒感染 1 2 3 4
    23. 23. <ul><li>有空位型 </li></ul><ul><li>劇場並沒被觀眾坐滿, 有些許空位點綴其間。模擬參數設定: </li></ul><ul><li>􀁺 個體數 (NA) : 143 </li></ul><ul><li>􀁺 細胞長寬值 (SpaceR) : 10 </li></ul><ul><li>􀁺 最高易受感染性等級 (HL) : 3 </li></ul><ul><li>􀁺 最高表達能力等級 (EHP) : 3 </li></ul><ul><li>􀁺 易受感染性等級差異 (SG) : 5 </li></ul><ul><li>􀁺 空位影響比例 (PE) : 0.5 </li></ul><ul><li>􀁺 背後鄰居特別設定 (BackSpe) : 0 </li></ul>
    24. 24. 1 2 3 4
    25. 25. 小企鵝跳舞之情緒傳遞行為 本模擬使用相似的情境, 跳舞行為由企鵝群中隊舞前方某一 隻小企鵝開始, 慢慢向外傳遞 模擬參數設定: 􀁺 個體數 (NA) : 120 􀁺 細胞長寬值 (SpaceR) : 10 􀁺 最高易受感染性等級 (HL) : 3 􀁺 最高表達能力等級 (EHP) : 3 􀁺 易受感染性等級差異 (SG) : 5 􀁺 空位影響比例 (PE) : 0.0 􀁺 背後鄰居特別設定 (BackSpe) : 0
    26. 28. 體育場內群眾波浪舞之行為傳遞 模擬參數設定: 􀁺 個體數 (NA) : 162 􀁺 細胞長寬值 (SpaceR) : 10 􀁺 最高易受感染性等級 (HL) : 3 􀁺 最高表達能力等級 (EHP) : 3 􀁺 易受感染性等級差異 (SG) : 5 􀁺 空位影響比例 (PE) : 0.0 􀁺 背後鄰居特別設定 (BackSpe) : 0 P.S : 個體的 HL 與 EHP 皆相同
    27. 30. MAYA 系統介面 設定環境變數 設定個體變數
    28. 31. 結論 <ul><li>自心理學領域探索相關知識以了解情緒感染理論與成因 </li></ul><ul><li>結合以往研究之情緒模型 </li></ul><ul><li>外借助細胞自動機 (Cellular Automata) ,建構出群體中個體受其他個體的影響方式 </li></ul>

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