基于骨骼的三维虚拟人运动合成方法研究

针对虚拟人运动合成中建立的人体模型存在复杂化、合成的虚拟人运动序列逼真度差的问题,提出了一种基于骨骼的虚拟人运动合成方法。在分析人体结构的基础上,通过三维图形软件获取人体骨骼数据,构建虚拟人体的骨骼模型。另外,将关键帧四元数球面插值算法与时间和空间变形方法相结合,生成多样化的虚拟人运动序列。实验结果验证了该方法的有效性。     

一个面向维修工程的虚拟人素分析系统软件框架

在工业产品、武器装备的维修性设计中，用虚拟现实技术进行人素分析，可以有效地提高产品的可维修性。该文提出了一个虚拟人素分析软件框架，并在此基础上，基于虚拟人平台—Jack，设计实现了一个虚拟人素分析系统。该系统根据给定的虚拟人体模型和虚拟样机进行人素分析并产生人素分析报告。该软件实现了维修仿真过程建模，以及基于维修仿真过程的人素分析功能，给用户提供了一个高效的分析环境。软件系统的应用实例研究表明，该文提出的软件框架是合理有效的。     

一种基于国标人体测量学数据的虚拟人建模方法

针对目前利用国标人体测量学数据构建的虚拟人模型,只有单一的骨骼层或皮肤层,不便于同时对虚拟人进行实时运动控制和皮肤动态变形研究的问题,提出一种利用GB 10000-88的19个人体测量学特征数据、用3ds max构造出虚拟人的皮肤网格、层级建模方法构建出虚拟人的骨骼关节运动模型与四元数球面混合插值技术相结合的虚拟人建模方法。实验结果表明,该方法构建的虚拟人双层模型有利于对准确的国标人体测量学数据的虚拟人角色进行建模、皮肤逼真变形、实时运动仿真和人机工效学分析。     

基于生理学的人体皮肤生成技术

随着虚拟人在科学领域的广泛应用,虚拟人体模型的仿真技术越来越精巧复杂,为能满足人体仿真效果,且技术方法快速简捷,该文借鉴人体皮肤的生理学结构,探寻出一种基于NURBS曲面的人体皮肤纹理模型的设计方法,动态模拟人体皮肤的生理变化。     

基于Poser模型的三维人体建模方法

人体真实感建模是虚拟人研究领域的一项重要内容。该文提出一种基于模型的快速人体建模方法。人体几何模型的皮肤层由多边形网格组成的表面表示,骨架层建模采用H-Anim标准,并针对Poser软件输出的人体模型缺乏关节点数据问题,给出一种骨架提取算法。人体运动模型应用机器人运动学方法,由骨架层驱动皮肤层实现。在VC++平台上实现对不同姿势下人体模型的骨架提取,仿真了敬礼过程中手臂的运动,验证了该方法的可行性。     

某型导弹虚拟训练系统操作训练动作设计

对视景仿真软件Vega和DI—GUY人体仿真软件进行了介绍,从工程应用的角度,阐述如何实现虚拟人在场景中的漫游,将DI—GUY人体模型做了适当的修改,提出了一种基于空间定位装置的虚拟入手臂控制方法,给出了方法的具体实现步骤,以及空间定位装置对于本系统的具体应用方法,给出了如何设计手部的碰撞检测的方法,以便进行操作动作的训练,选取要操作的对象物,并对如何应用数据手套形成手部操作训练动作进行了介绍。     

虚拟人自适应行为的多目标模糊评估与仿真

使用模糊多目标评估方法定义人体的舒适度概念.在舒适度评估的基础上,运用基于规则的多阶段行为尝试策略实现虚拟人的行为规划;采用纳什平衡理论来优化虚拟人体模型的工作姿态.该方法可生成适应环境的人体连续行为仿真,并提供综合工效评估结果.     

虚拟手抓握动作的Petri网模型及其仿真实现

虚拟手的运动建模是三维人机交互研究中的一个关键问题.虚拟人在执行维修作业的过程中,不可避免地需要徒手抓握操作对象或维修工具.为此,该文提出了一种基于位置/变迁Petri网的虚拟人手抓握动作模型.该方法以关节化虚拟手的几何建模和关节约束分析为基础,描述了抓握动作的Petri网模型,通过仿真循环叠代和关节插值计算,实现关节链上各个关节的运动控制,并基于面向对象的技术设计实现了典型抓握动作.最后,基于人体建模与仿真软件Jack,设计并实现了一个虚拟手抓握动作的Petri网,仿真和实验结果表明所述方法简便易行,能够满足虚拟维修作业的要求.     

维修仿真中虚拟人动作数据库的研究与实现

通过在维修仿真中引入虚拟人技术，可以提高场景的逼真性、真实感，还有利于充分考虑人机工效学因素，这就要求实现对虚拟维修人员的动作控制与仿真。该文提出了一种基于过程分段和分层设计思想的虚拟人动作库，该动作库主要由动作层和动素层组成；基于位置／变迁Petri网设计并实现了动素层，基于面向对象的技术设计并实现了动作层，涵盖了绝大多数虚拟人执行维修操作的动作，基本满足了维修仿真的需求。最后，基于人体建模与仿真平台Jack，设计实现了一个电子舱的维修仿真实例，仿真和实验结果表明了所提方法简便易行，能够满足维修仿真的要求。     

自动匹配虚拟人模型与运动数据

使用运动数据驱动虚拟人模型运动是人体运动仿真的常用方法.通常,运动数据本身定义了适合该运动数据的骨架结构,这要求被其驱动的虚拟人模型也必须有相匹配的骨架定义.提出了一种推迟到运动数据导入时再为模型生成骨架结构的基于语义分析的懒匹配算法(lazy match based on semantic analysis,简称LMSA),该算法先用一组平行平面切分人体模型以生成备选关节点集,并在导入运动数据后对备选关节点集和运动数据的骨架结构进行语义分析,匹配具有相同语义的备选关节点和骨架结构的各关节,使已有的虚拟人几何模型能够直接应用于具有不同骨架结构的人体运动数据.     

运动捕捉数据在Jack平台上的重定向技术研究

提出了一种BVH格式运动捕捉数据驱动Jack三维骨架模型产生人体运动效果的方法。将Peabody结构的Jack虚拟人模型简化成能够映射BVH数据的树状骨骼结构,使用欧拉角旋转方程建立运动捕捉数据与Jack角色模型的关节数据映射公式,最后在Jack平台上用Python等脚语言进行了编程实现。为在Jack平台中大规模重用运动捕捉数据提供了条件。     

一种视频驱动的三维虚拟人动画实现方法

研究实现三维人体动画具有广泛的应用前景和实用意义,提出了一种二维视频驱动的三维人体动画实现方法。基于动态帧的关键帧提取算法从二维视频中构建了二维关键帧集合;基于二维关键帧构建二维人体骨骼模型;利用小孔成像原理和勾股定理计算得到关节特征点的深度坐标,从而得到了反映人体动画的三维数据。实验结果表明,该方法生成的三维人体动画形象逼真、成本低、提高了运动生成的实时性,能够应用于虚拟现实、计算机游戏、三维视频游戏制作等领域。     

基于OPENGL的人体姿态数据仿真

依据人体的关节连接体层次结构,将各肢体抽象为简单的刚性几何实体,构建了人体骨骼模型,通过定义人体坐标和肢体局部坐标及其相互间的变换,描述了人体骨骼模型中各关节之间的相对位置和姿态的变化.详细论述了应用D-H方法分析人体上肢运动模型的方法,最后利用VC++构建了基于OpenGL技术的虚拟人体运动程序.该应用程序可以在虚拟环境中载入、驱动并显示一个三维虚拟人.它能够灵活的利用采集得到人体运动数据驱动虚拟人,可以应用于医学仿真、智能人机交互等领域.     

一种基于人体测量学的三维人体快速建模方法研究与实现

常用的个性化三维人体建模方法存在数据量大,处理过程复杂,不适合Web应用的不足,该文提出一种新的快速进行三维人体建模的方法,该方法根据人体测量学和人体解剖学原理,结合人体表面特征点和特征线分布规律,应用超椭圆仿真人体各截面、采用层次参数驱动设计思想,实现快速创建个性化三维人体模型。该方法具有满足实时要求、交互参数少,易于控制,误差小、模型真实感强等优点,并可以准确地提供骨骼关节点和人体特征点．适于三维仿真形象动态设计、人体运动模拟和虚拟服装试衣等多种应用。     

一种基于人体测量学的三维人体快速建模方法研究与实现

常用的个性化三维人体建模方法存在数据量大,处理过程复杂,不适合Web应用的不足,该文提出一种新的快速进行三维人体建模的方法,该方法根据人体测量学和人体解剖学原理,结合人体表面特征点和特征线分布规律,应用超椭圆仿真人体各截面、采用层次参数驱动设计思想,实现快速创建个性化三维人体模型。该方法具有满足实时要求、交互参数少,易于控制,误差小、模型真实感强等优点,并可以准确地提供骨骼关节点和人体特征点,适于三维仿真形象动态设计、人体运动模拟和虚拟服装试衣等多种应用。     

基于HTC VIVE的虚拟针灸教学软件设计研究

随着计算机技术的不断发展,虚拟现实技术在传统教学中有了越来越多的应用。为提高学生对中医针灸的学习兴趣和对人体穴位基本理论知识的理解与记忆,研究基于虚拟现实技术的中医虚拟针灸教学软件开发中的关键技术。采用3d Max软件对人体模型建模,注重人体关键部位轮廓的绘制;并结合虚拟现实设备HTC VIVE,利用Unity3D软件中建立虚拟场景;最后,重点使用JSON语言实现穴位信息存储管理,完成人机交互模式设计,为辅助中医针灸教学提供了一种新方法。