面向艺术与设计虚拟人技术比较研究

在面向艺术与设计虚拟人技术领域,建模、皮肤变形、运动控制是其基本问题。首先介绍了基于经验知识、人体解剖学以及基于物理模拟的虚拟人研究方法,然后介绍了基于样本插值的虚拟人研究方法。最后对两种方法进行了比较研究,并展望了未来的发展方向。     

虚拟人实时运动控制的研究

为在虚拟环境中再现逼真的人体运动,对虚拟人的实时运动控制进行了研究。简单阐述了对虚拟人体的几何建模和运动建模。在传统人体动画控制技术的基础上,提出了虚拟人行为的高、低两层控制策略,实现了虚拟人行为的智能化－－在低层运动控制部分,通过关键帧,正向、逆向运动学和简单动力学适当结合的多重控制技术对人体的关节直接控制,实现了周期地步行、跑步等移动动作;在高层运动控制中,研究了避免碰撞障碍物的路径规划和接近     

虚拟人几何建模及运动控制方法的研究

对目前虚拟人几何模型建市的几种常用方法进行了阐述,并对它们的优缺点进行了对比分析,同时对走步、跑步等几种典型的运动的控制方法进行了概述和对比研究.     

人机设计中的虚拟人仿真技术研究

虚拟人是产品人机设计中的有效辅助手段,是计算机辅助人机设计的基础。本文分析了虚拟人研究现状,提出了基于H-anim标准的虚拟人仿真。根据H-anim定义的关节骨架模型,实现了人体的几何建模和关节动画仿真,利用STEP语言,在语义层次实现对虚拟人的交互控制。最后介绍了利用虚拟人的计算机辅助人机设计系统。     

足球比赛仿真中虚拟人的感知建模研究

感知建模是虚拟人足球比赛仿真行为建模的一个重要部分,直接影响着虚拟人的行为决策.根据虚拟球员的注意力聚焦规律、视觉生理特点,提出了一种基于注意力聚焦机制的虚拟球员的智能化感知模型,包括虚拟视觉、虚拟听觉和感知聚焦器.在几何视觉模型基础上建立了虚拟视觉模型,采用包围盒技术设计了视野感知器,障碍物感知器采用人工势场法计算出虚拟球员的避碰情况下的视觉方向;根据足球比赛中球员的行为特点,设计了感知聚焦器.实验结果表明该模型是可行的.     

虚拟人运动控制仿真实验研究及其在冬奥仿真中的应用

面向数字媒体专业虚拟人运动控制基础及原理,梳理虚拟人运动控制仿真实验教学内容体系,提出“知识点—原理—实践—研究”多层次虚拟人运动控制仿真实验设计思路,从空间坐标变换基础知识实验、逆向运动学控制关键原理实验、多虚拟人运动控制应用实验出发,介绍典型实验的设计与实现过程,通过计算机动画与虚拟现实课程教学实践说明效果,展示虚拟人运动控制仿真实验在冬奥仿真中的应用。     

三维虚拟人皮肤变形技术分类及方法研究

在虚拟人合成研究领域,皮肤变形一直是一个重要和活跃的研究方向.首先概略介绍三维人 体几何表示方法以及皮肤的表示和几何建模方法,然后针对目前存在的皮肤变形方法,提出 了两重分类方法.首先按照三维人体几何表示方法将皮肤变形分成两大类：表面模型皮肤变 形和多层模型皮肤变形,然后按照皮肤变形机制把表面模型皮肤变形方法分成4个子类.详细 介绍了每类方法的原理和优缺点,最后指出了皮肤变形目前存在的问题并展望了未来的发展 方向.     

基于运动捕捉数据的虚拟人建模及运动仿真

虚拟人运动具有深远的理论价值及广阔的应用前景.但是因为运动形式多样导致动特性复杂,计算难度大,现有的虚拟人运动仿真系统很难同时保证仿真的实时性和真实性.根据快速发展的运动捕捉技术,为解决上述问题,采用一个虚拟人运动仿真系统.首先建立既计算简单又显示逼真的虚拟人模型,可根据运动捕捉数据对虚拟人模型进行仿真.实验结果表明,方法可以在保证时间复杂度的基础上逼真地运用运动捕捉数据驱动虚拟的运动.经实验证明,虚拟人运动仿真方法,可以应用于智能人机交互领域中.     

虚拟人的心理尺度空间仿真

虚拟场景中,碰撞检测功能已普遍存在.但对人体心理尺度空间问题,涉及尚未碰撞的形体之间的相互关系,目前的虚拟人构建中,很少涉及这一问题.该文将人体心理尺度空间模型引入虚拟人中,运用虚拟现实建模语言（VRML）及其对JAVA脚本的支持功能,通过集成文字提示、空间声音、动作反应的方法,仿真了操作者在虚拟场景中漫游时虚拟人的心理尺度空间问题.该模型扩展了虚拟场景中虚拟人的交互功能,使其行为模式更接近实际生活情形.该模型可应用于各种虚拟场景中.     

基于骨骼蒙皮动画的虚拟人手势合成技术的研究

虚拟人手势合成技术在聋哑人的很多领域都有广泛应用。本文研究了虚拟人运动控制的方法以及骨骼蒙皮动画的原理。利用3dsmax、poser等建模软件对虚拟人模型进行创建,在XNA游戏引擎中,实现了对虚拟人手势等的控制。该种运动控制方式不受动作片段的影响,可以广泛应用于虚拟人运动控制中。     

三维虚拟世界中虚拟人物的构建方法研究

虚拟人物是三维虚拟世界的重要组成部分,在军事仿真、计算机辅助教育和训练、3D网络游戏等领域都有着广泛的应用。如何增强三维虚拟世界中虚拟人物的真实感,已成为目前研究的热点问题。从人体建模、动作设计、人工智能、情感实现四方面探讨了虚拟人物的构建方法,并对这些方法进行了分析和总结。最后,对虚拟人物的进一步研究方向提出了展望。     

基于D3D的三维虚拟人运动显示

开发了一套基于Direct 3D技术的应用程序开发包DXVHSDK,它可以在虚拟环境中载入、驱动并显示一个或多个三维虚拟人,具有绘制速度快、可靠性高、可扩展性强等优点,能够灵活地驱动虚拟角色完成各种复杂的运动和操作,可以广泛应用于仿真、娱乐、智能人机交互等领域．在DXVHSDK的基础上,还开发了一个可以控制虚拟人运动的原型系统．     

基于环约束的虚拟人动态LOD技术

针对虚拟人体模型及其运动序列提出一种简化方法．首先在人体骨架节点（关节）等基本模型表面附近添加环形约束,结合Qslim算法生成基本简化模型;其次利用顶点混合方法从基本简化模型生成简化序列．实验结果表明。该方法可生成逼真的简化运动序列,且在简化过程和LOD控制过程中均独立于具体运动序列,适合规模群体的实时驱动．     

舰艇虚拟舱室训练环境设计研究

舰艇虚拟舱室训练环境是海战场装备级仿真训练环境的重要组成部分,总结了外军舰艇虚拟舱室研究情况,分析了虚拟舱室训练环境建设的重要性,就构建验室虚拟舱室训练环境,提出了建模与仿真研究目标和总体技术架构技术路线.     

人机任务仿真中虚拟人行为建模及仿真实现

提出一种采用高级智能对象(ASO)的建模方法,实现虚拟人的行为建模。首先, 引入 ASO 的概念,对交互特征中的交互元素、交互部位及对象动作进行定义,并对交互动作进 行分类;其次,提出了对象驱动方法,解决由虚拟对象作为主动体动作而导致的虚拟人作为被 动体的运动计算问题,实现对象以交互特征为主的建模;最后,根据人机任务需要对虚拟人的 基本行为动作进行分析,选择常用的 4 种基本动作,对其进行定义并进行动作组合,给出以交 互元素为主的位姿、手型的计算方法,实现了行为建模并进行仿真实现,解决了任务仿真中的 交互量大问题,使仿真结果具有重用性。并以飞机装配的手工铆接仿真为例对方法进行验证。     

浅析交互式虚拟展示设计

随着时代的发展和信息技术的进步,人们的沟通方式正在发生翻天覆地的变化,真实世界与虚拟世界之间的界限也变得越来越模糊。而艺术与设计本身也在不断的演化,技术与艺术之间的融合,促使了新媒体以及数字艺术等众多艺术形式的出现,交互式虚拟展示设计正是在这种背景下应运而生。本文将侧重分析这种新的设计艺术形式的概念、应用以及它对传统展示设计产生的影响。     

人群疏散虚拟现实模拟系统——Guarder

人群疏散的虚拟现实模拟就是利用虚拟现实技术,在计算机生成空间中建立公共设施和人群的三维模型,设定各种可能发生的安全危机和相应的疏散预案,模拟并三维地展示人群疏散场景;通过对模拟结果进行统计分析,可以验证人群疏散应急预案的合理性和有效性.介绍了人群疏散模拟虚拟现实系统Guarder设计的核心思想,提出了技术框架,详细阐述了其中的复杂环境语义表示、群体运动仿真等关键技术,并给出了应用实例,最后列举了几个前沿研究问题.