虚拟人手臂避障抓取运动规划

针对强干涉环境下虚拟人手臂无碰撞抓取物体动作规划问题,提出一种逆向运动学与运动规划相结合的求解方法.首先在现有FABRIK逆向运动学算法的基础上提出避障FABRIK算法,用于实现手臂无碰撞抓取姿态设计,作为最终抓取姿态;然后采用Bi-RRT算法,综合考虑7维角度域约束和对非光滑路径的简化问题对手臂进行无碰撞运动规划,产生从给定初始姿态到最终抓取状态之间的中间姿态.仿真实验结果表明,该方法速度快,产生的路径能有效地避开障碍;可用于强干涉环境下的虚拟人动作设计.     

基于Voronoi图的实时人群路径规划

为了实现在人群路径规划中避碰操作,作者提出了一种基于GPU高效计算特性的实时离散Voronoi图计算方法,并建立了一种基于Voronoi图的人群路径规划方案.利用Voronoi图对平面按照欧式距离进行划分的特性,并通过将每个虚拟人的Voronoi区域作为其活动范围,使每个虚拟人都限制在自己的区域内活动,从而在人群路径规划中避免了为虚拟人进行碰撞检测的复杂操作.     

基于区域控制的三维人体模型个性化定制

采用样本模型重用的思想,将基于H-Anim标准的三维虚拟人体模型划分为16个区域,在每个区域上分别构建FFD控制网格,通过调节各部分的控制网格实现了对三维人体模型的个性化定制,其失真程度相对较小,并减少了人工干预,最后给出的实验结果验证了算法的有效性．     

基于Q学习的虚拟人自适应感知系统建

在现代计算机游戏的设计中,建立具有感知行为可信的虚拟人是至关重要的。以往的研究中,虚拟人的感知范围往往是固定的。提出了一种基于Q学习的虚拟人自适应感知模型,虚拟人可以通过对环境中感知对象的评价来动态确定感知范围,并在微机上实现了一个虚拟人找药的原型系统。实验结果表明,该模型能使虚拟人的感知行为具有可信性。     

面向虚拟人的语义环境模型研究

提出了一个语义环境模型,模型可分为3个层次:几何层、语义层和应用层。以虚拟环境三维几何模型和环境语义信息表为基础,结合虚拟角色自身的特征信息,生成完全面向该虚拟角色的环境语义信息。并将相关虚拟物体语义信息映射到环境模型上,把环境语义信息作为虚拟人路径规划的重要因素引入改进的规划算法,进而针对不同的障碍物和虚拟人进行路径规划。实验结果表明,语义环境模型为虚拟人提供了环境交互信息,提高了虚拟人的仿真度。     

基于双相机捕获面部表情及人体姿态生成三维虚拟人动画

为了生成表情丰富、动作流畅的三维虚拟人动画,提出了一种基于双相机同步捕获面部表情及人体姿态生成三维虚拟人动画的方法。首先,采用传输控制协议（TCP）网络时间戳方法实现双相机时间同步,采用张正友标定法实现双相机空间同步。然后,利用双相机分别采集面部表情和人体姿态。采集面部表情时,提取图像的2D特征点,利用这些2D特征点回归计算得到面部行为编码系统（FACS）面部行为单元,为实现表情动画做准备;以标准头部3D坐标值为基准,根据相机内参,采用高效n点投影（EPnP）算法实现头部姿态估计;之后将面部表情信息和头部姿态估计信息进行匹配。采集人体姿态时,利用遮挡鲁棒姿势图（ORPM）方法计算人体姿态,输出每个骨骼点位置、旋转角度等数据。最后,在虚幻引擎4（UE4）中使用建立的虚拟人体三维模型来展示数据驱动动画的效果。实验结果表明,该方法能够同步捕获面部表情及人体姿态,而且在实验测试中的帧率达到20 fps,能实时生成自然真实的三维动画。     

基于虚拟人技术的医疗美容产品设计探讨

基于计算机技术提出虚拟人技术的医疗美容产品概念,从应用可行性到设计满足高技术发展时代下对高尚人文方面的设计关怀,提出医疗美容新产品概念的情感化设计,并从实践中探讨医疗美容新产品具有亲和感和具有生命力的产品形态语义的应用,获得本研究具有针对性的前期理论基础。     

基于虚拟人合成技术的中国手语合成方法

介绍了一种中国手语合成方法,实现了文本到中国手语的自动翻译,并使用虚拟人合成技术,实现了中国手语的合成与显示,以此帮助聋人与听力正常人之间实现自然交流.在该方法中,首先应用两只数据手套和3个6自由度位置跟踪器,基于运动跟踪的原理,记录真实人体演示每个手语词的运动数据,建立一个初始的手语词运动数据库.然后,应用一种基于控制点的人体运动编辑方法,对每个手语词的运动数据进行编辑与微调,最后得到一个高质量的手语词运动数据库.当给定一个文本句子时,应用人体运动合成方法,对每个手语词的手语运动片段进行拼接合成,最终生成一个完整的手语运动,并基于VRML的人体运动显示方法将合成的运动逼真地显示出来.基于该方法,在PC/Windows/VC6.0环境下实现了一个中国聋人手语合成系统.该系统采集了<中国手语>(含续集)中收录的5 596个手语词,可以合成一般生活与教学用语.经聋校的老师和学生确认,合成手语准确逼真,可以广泛应用于教学、电视、Internet 等多种大众媒体,帮助聋人参与其他听力正常人的活动,具有广泛的应用前景和重要的社会意义.     

基于逆向工程技术的虚拟个性化人台的制作

针对虚拟人台在实现三维服装CAD中的重要性,基于逆向工程提出个性化人台的制作方法.采用德国HumanSolution非接触式人体扫描仪采集数据,使用商用逆向软件给出人体点云数据和曲面重建的流程,完成了制作过程并实现变体.     

虚拟人面部行为的合成

虚拟人是虚拟现实环境中很重要的一部分，对于虚拟人行为的研究除了应从宏观上考虑虚拟人的群体行为属性之外，以个体行为属性的研究也非常重要。个体行为包括自然行为和意识行为。自然行为主要是和脸部、头部以及四肢运动有关的行为。而意识行为则包括与语言和心理活动相关联的表情、发声以及对应的唇动手势动作等。本文旨在研究与意识行为有关的虚拟人面部图像合成技术，讨论了标准人脸图像的参数合成方法，给出了特定人脸图像与标