Boids

Ray

Boids 是一个人工生命模拟程序，由 Craig Reynolds 在 1986 年提出。它通过为每个个体（称为 “boid”，发音为 “bird-oid”，意为“像鸟的物体”）设定几条简单的行为规则，来模拟鸟群、鱼群等生物群体的涌现行为。

其核心思想是：复杂的、看似智能的群体行为，源于个体遵循的几条简单规则。Boids 模型通常基于以下三个基本规则：

• 分离：避免与群体中的同伴相撞，即与离得太近的邻居保持距离。
• 对齐：调整自身方向，与周围邻居的平均飞行方向保持一致。
• 凝聚：向周围邻居的平均位置（即群体的中心）靠拢，避免掉队。
  
  
  

通过调整这些规则的权重，可以模拟出各种不同的群体运动模式。

我的代码在经典的三条规则之外增加了一些功能。

核心模拟

• Boid 类：定义了每个个体的属性和行为。
  
  
  • 属性：位置、速度、颜色、类型、轨迹历史、大小等。值得注意的是，不同种族的boids之间会互相排斥得更多，且不会对齐或凝聚。
  • 行为：update 方法整合了所有作用力来更新 boid 的状态。
    
    
• 三条核心规则：
  
  
  • separation：分离规则。排斥力，防止 boid 挤在一起。
  • alignment：对齐规则。使 boid 与同类邻居的速度方向保持一致。
  • cohesion：凝聚规则。吸引力，使 boid 向同类邻居的中心点移动。
    
    
• 额外规则：
  
  
  • mouse_attraction：鼠标交互。boid 会受到鼠标光标吸引或排斥（取决于 mouse_strength 的正负）。
  • velocity_maintain：速度维持。确保 boid 的速度不会低于最小值，保持运动。
  • check_bounds：边界处理。boid 在接近模拟区域边界时会“反弹”。
    
    
    

图形与界面

• 可视化：
  
  
  • 用圆点表示 boid 当前位置，并用一条白线指示其速度和方向。
  • 绘制彩色轨迹，轨迹的长度和颜色因 boid 类型而异。
    
    
• 用户界面：
  
  
  • 右侧有一个信息面板，显示 boid 总数、鼠标吸引力强度、鼠标位置以及按类型分类的统计信息（数量和平均速度）。
    
    
• 交互功能：
  
  
  • 空格键：暂停/继续模拟。
  • 鼠标右键：在点击位置创建一个新的 boid。
  • 鼠标滚轮：上下滚动可以增加或减少鼠标对 boids 的吸引力/排斥力。
  • 鼠标移动：鼠标光标的位置会影响 boids 的运动。
    
    

可以在这里找到该项目的演示视频：BoidsSim

tiger

实际就是：个体执行简单的规则，群体涌现emergence出更有效（更智能）的行为表现。
那么，有没有可能通过适当的规则，仿真展现出鸟类世界最直观的涌现？

Ray

tiger 发表于 9-10-2025 11:07
实际就是：个体执行简单的规则，群体涌现emergence出更有效（更智能）的行为表现。
那么，有没有可能通过适 ...

可以的，增加一个leader就可以产生鸟群，如果想要产生人字形的话需要增加图形的奖励和惩罚，这是可以达到的

tiger

想看到代码和具体的实践。。。