近年来，借力于计算机三维辅助设计制作方法的不断进步，动漫产业已由一个新兴产业发展成为一个庞大的、成熟的高收益产业。研究如何利用计算机图形学、人工智能、虚拟现实等相关领域的最新成果设计完成动画创作对动画产业的崛起发挥了关键作用。作为计算机动画的一个重要分支，群体动画在动画制作和游戏娱乐、军事科研、虚拟现实等领域占有举足轻重的作用。大规模群体动画场景频繁出现在各大经典动画大片中，其逼真的仿真效果和难以想象的宏大场景所带来的视觉冲击，吸引了大量消费人群。随着商业、饮食业、媒体、文化等行业的快速发展，消费者对群体动画所表现效果、质量也提出了新的要求。采用基于关键帧技术的普通动画制作软件创作群体动画面临着成本高、效率低、动画师工作量大、重复性工作多等问题，阻碍了群体动画制作的发展，是低成本动画片难以实现群体动画效果的主要原因。因此，对群体动画制作方法的研究具有一定的理论价值和现实意义。如何在保证群体动画运动效果的真实性的前提下，简单高效的制作群体动画是该领域当前的热点方向之一。本文从群体动画制作的两个环节：环境建模和群体行为的路径规划入手，试着解决群体动画制作过程中出现的劳动量大、动画制作成本高、效率低、缺乏自主性、运动效果逼真度不够等问题。在解决问题的过程中，将仿生计算和群智能理论应用于群体动画制作中，通过简单高效的虚拟环境建模方法和可以与之交互的，具有一定自主性和智能性的基于群智能理论的路径规划方法以支持动漫创作，达到快速、高效生成群体动画的目标。本文的主要工作和创新点如下：1.提出一种新的多层次环境模型搭建方式。环境建模是对群体动画所处的虚拟环境进行建模表示。本文通过几何层、拓扑层、应用层三层结构对虚拟环境进行建模，可以简洁、便利的实现环境仿真，为群体运动过程中的感知、寻径、交互等多方面提供有效途径，实现提高动画制作效率、降低成本、增强逼真程度的效果。2.提出了基于改进萤火虫算法PPFA的分层次路径规划方法。利用平滑A-star方法在外层环境中得到拓扑层路径，为进一步的到逼真的群体路径规划过滤了环境信息。利用并行计算的方法和思想，在拓扑层路径的每个节点内同时利用改进萤火虫算法PPFA规划群体路径。利用拼接的方法将节点内得到的数据合成为一个完整的路径信息。这一方式有效提高了群体路径规划速率，使群体运动有很好的逼真性和自主性。3．结合具体科研项目，基于ACIS、Hoops建模软件在VS2003开发平台下，运用以上的研究成果，合作设计并开发了3D群体动画制作工具软件，实现了3D群体动画简单高效的虚拟环境搭建和自动化、智能化的群体路径规划功能，并利用该软件生成的数据创作三维动画。在验证本文提出方法可行性的同时，还取得了良好的效果。