虚拟人的建模方法

虚拟现实(Virtual Reality)做为人工智能、计算机图形学、人机接口技术、传感器技术等一系列技术的汇集,对社会发展有着重大的影响。虚拟现实技术是使用计算机生成逼真的三维视、听、触觉等感觉世界,使用户(带有适当的装备,如特制的服装、头盔、手套、眼镜等)可以使用自然的技能对虚拟世界的客体进行交互考察。构造一个虚拟现实系统的基本手段和目标就是利用并集成高性能的计算机软硬件及     

高自由度舞蹈机器人的设计和实现

该设计针对Robocup机器人大赛中舞蹈机器人项目的要求,以51单片机为处理器设计实现了基于舵机的高自由度复杂舞蹈机器人的动作控制,并在此基础上增加对直流电动机的控制来提高其性能。     

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。     

一种竞赛用机器人的设计与实现

为提高机器人在准确分拣前提下快速完成搬运任务的能力,对传统自动分拣搬运机器人从策略选择、硬件组成和外观结构进行了全新的设计,提出了一种竞赛用自动分拣搬运机器人的设计与实现方法。针对竞赛要求采用全新设计的非航行推测算法;硬件模块化设计,核心控制器采用了国内少见的双核形式,并采用多种传感器来满足竞赛要求;通过避障与路径选择的仿真调试,确定了机器人的外观结构及竞赛路径。实践检验了设计的有效性和先进性,研究结果对于提高竞赛用机器人的性能具有一定的参考价值。     

VRML中虚拟人动作描述的研究

虚拟人是虚拟场景中最为活跃的因素,但是虚拟人的动作却不能由用户灵活的个性化的设计,为此设计了一个基于VRML的虚拟人动作描述语言(VHADL),采用H-Anim标准构建了虚拟人的模型,定义3个参照系使得用户更准确的描述动作、指定参数,使用反向动力学来确定肢体位置,并定义元动作和一些复合算子来合成复杂动作,最后给出了一个送咖啡的例子.     

三维跑步场景与多角色虚拟人的融合设计

本文综合利用虚拟现实技术、传感器技术、电机控制技术和虚拟人技术,建立和实现了以传统跑步机为基础的多媒体健身平台。首先介绍了大规模三维场景模型生成的方法,以及以OSG开源场景图形程序为接口实现三维场景渲染的技术,然后设计并实现了多角色虚拟人的运动算法,最终达到用户、虚拟场景及虚拟人之间的动态交融,使得用户可以沉浸于场景之中。     

一种小型仿人机器人的设计、制作与舞蹈功能的实现

小型仿人双足机器人是一种机电一体化装置,完成其结构设计、样机制作以及动作编排需要进行系统探索。依托机器人基础知识和专业技术,对该机器人进行了详尽分析,根据仿生学目标进行了机器人自由度分配,且依据研发任务选择了机器人驱动元件,进而使用solidworks软件进行了机器人结构造型设计,并完成了实验样机的结构组装和系统调试。设计了一个机器人“舞蹈”程序,该程序采用分层软件架构方法,设计了驱动层、应用层和执行层,使机器人软件系统的各个部分分工明确,且使机器人在跳舞过程中能够保持各部位的协同运动,同时保证机器人重心稳定,不会摔倒,实现了机器人的“舞蹈”动作。该项工作表明,小型仿人双足机器人的设计方案具有一定的合理性与可行性,对促进青少年掌握机器人技术极有帮助。     

虚拟人步行和跑步运动方式的实现

描述了虚拟人步行和跑步两种基本运动方式的实现方法。为确保虚拟人的行为符合真实环境中人体的运动规律和运动特征,根据对人体行走和跑步模型的分析,提出用关键帧,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进行控制,实现了周期的步行、跑步等移动动作,接着通过引入运动特征参量,对已生成的移动动作加以修正,对不同人的个性化行为进行模拟,生成了不同速度、频率、步辐特征的走步和跑步动作。最后,利用动态仿真,能够交互地调整虚拟人运动的方向和速度,并使他在原地踏步、走步、跑步和转身这几种运动模式间进行转换。     

工业机器人三维仿真系统的设计与实现

本文从运动学正问题和运动学反问题两方面，对机器人运动学模型的建立方法作了分析，讨论了一种通用的机器人三维仿真系统的设计与实现；本系统使用OpenGL和VisualC ，满足了在普通硬件平台上实现高质量实时三维动画的要求，提高了系统的易开发性和通用性。     

Web3D智能虚拟人设计

针对智能交互系统的需求,设计一种基于3DMax、MS3D和Java的Web智能虚拟人系统．虚拟人能够根据用户的要求,智能化地做出各种反应,按照一定的策略提供信息给用户．并辅以形象的动作。该系统运算量小适用网络环境,并具有良好的交互性。     

基于VRML的遥操作机器人三维建模与交互

VRML是能在web网络上实现实时传输的三维虚拟建模技术。分析了机器人虚拟建模的方式及建模步骤。对VRML与外部环境交互的三种实现方式进行了分析比较。最后提出一种利用贴图实现的虚拟环境建模方法。仿真效果表明该建模方式能更加逼近真实环境。     

基于Creator/Vega的虚拟场景设计与实现

阐述了基于Creator/Vega的虚拟场景仿真系统的设计过程.结合虚拟场景系统开发实例,从视景建模角度,详细分析了纹理贴图得几何尺寸和模型多边形数量,对系统运行性能的影响,并提出了利用纹理贴图、LOD和网格等建模技术提高系统运行性能的方法.在虚拟场景驱动中,实现了利用键盘、鼠标等一般输入输出设备,进行步行、鸟瞰等多种方式的漫游,增进了人机交互性能.为使系统支持立体显示,运用了Vega提供的立体显示技术.文中涉及的技术对其它虚拟场景仿真系统的开发具有重要参考价值.     

基于Virtools的虚拟小区漫游系统的设计与实现

虚拟建筑小区漫游系统是虚拟现实技术的综合应用,作者使用三维建模软件-3DMAX软件和多功能三维开发工具软件-Virtooh软件,设计实现了南堡盐场西苑小区虚拟漫游系统.此系统可以为用户提供多视点、多场景的浏览,使人有身临其境之感.     

基于Jack的虚拟人抓握过程的设计及实现

介绍了在Jack软件系统中如何实现对物体的抓握及其存在的问题，阐述了应用碰撞检测技术在Jack系统中仿真虚拟人体对各种形状物体的抓握过程的方法，包括抓握前准备(即初始手形的选取)、抓握动作的完成(即抓握位置的定位以及抓握动作的完成)2部分内容。这种抓握仿真的实现不仅克服了Jack系统现有抓握功能的不足，而且大大提高了用户在Jack系统中仿真抓握动作的效率。     

虚拟环境中虚拟化身的设计与实现

虚拟人是虚拟现实中一个重要的组成部分。虚拟人正在越来越多的被应用于不同的领域,比如军事领域、生物工程、模拟急救紧急事件和虚拟导游。虚拟人的建模需要考虑不同抽象层次上的问题。为了增加在虚拟旅游中的导航帮助和用户在虚拟环境中的沉浸感,在虚拟环境中设置虚拟导游是一种理想的选择。本文主要对目前构建虚拟人过程中用到的主要方法进行分析总结,并提出构建具有虚拟导游行为特点的虚拟人的想法。     

基于OpenGVS的虚拟仪表实现

虚拟现实技术作为一门新兴的、具有广阔应用前景的计算机技术，正以飞快的速度发展。虚拟仪表是模拟飞行器或汽车的虚拟场景中必不可少的元素，为虚拟场景提供了良好的人机交互界面。该文首先简单介绍了OpenGVS及其特点，OpenGVS生成的典型场景中应该包含的资源，分析了虚拟仪表和OpenGVS中物体资源的特点，在此基础上提出了一种基于OpenGVS生成虚拟仪表的技巧及方法。这种方法简单实用，具有较好的灵活性和通用性。     

基于虚拟现实的三维建筑造型和装修设计系统

为了在进行建筑造型和装修设计时,要完成_二维建模、三维场景实时模拟和仿真动画制作、施T图绘制等不同过程,需要不同的软件;如何在一个系统中实现上述不同仿真过程的有效结合,是现实设计中的一个难题.研究了基于虚拟现实的三维建筑造型和装修设计系统,论述了基本的系统仿真原理,提出了基于虚拟现实的仿真系统的新架构,并描述了仿真系统需要的虚拟现实,仿真设计,三维渲染和动画设计等重要技术手段,最后结合实际应用验证了仿真系统的有效性.系统成功地将三维建模、渲染、动画及配景贴图、施工图绘制等多项功能集成化,充分满足了设计者的需求.系统作为商品化软件已经应用,提高了建筑装修设计的整体工作效率.     

基于Java3D技术的虚拟车辆仿真系统

虚拟车辆仿真是智能交通研究中的重要课题,而运用Java3D技术构建该系统则是一个崭新的研究方向。该文详细地阐述了Java3D技术在虚拟车辆仿真系统中的运用,就具体的设计和所涉及的技术问题进行了系统、深入的分析,并提出新的解决办法。最后,对该领域的技术前景进行了展望。     

三维虚拟场景建模工具的设计与实现

采用Java和Java3D技术设计并开发了一套虚拟场景建模工具。描述了建模工具的数据结构和数据管理器的运行机制,综述了实现建模工具的技术要点——多视图显示、对象ID管理、视点变换控制等。目前已经完成了该建模工具的开发工作。