DI-Guy中人体动作生成方法研究

针对实时人物动作角色软件DI-Guy在运动编辑及新动作生成方面的局限,提出了结合3D人体动画软件及标准动.作捕捉数据文件在Vega环境中基于DI-Guy平台进行虚拟人动作生成的开发思路,给出了人体动作建模软件Poser中动作数据文件生成的详细开发过程,分析了Vega环境下动作捕捉数据文件的应用方法.依据上述开发思路进行了DI-Guy下用户定制动作的添加生成,所添加、定制的动作逼真、形象,而且系统运行速度不受影响,同时系统也可直接调用DI-Guy原有高层动作函数,大大方便了应用系统的开发.实验结果表明开发模式对于扩展DI-Guy的应用范围及提高虚拟人应用系统的开发效率具有重要的实用价值.     

基于DI-Guy的人体视景仿真研究与应用

本文分析了目前几种典型的虚拟人系统,着重研究了基于DI-Guy的人体视景仿真技术,讨论了虚拟人的开发环境,分析了两种虚拟人生成方法（ACF配置实现及API编程实现）,论述了虚拟人实时运动中的若干问题;着重介绍了虚拟人自定义动作实时驱动方法,克服了用动作库中成型动作驱动的缺点,提高了人体视景仿真的真实性;给出了仓库调
调度仿真系统应用范例。结果表明,包含多个人体实体的虚拟场景在HP6200上的运行帧频大于28帧／秒,而且人体动静态效果逼真,满足一般工程应用需求。     

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。     

某型导弹虚拟训练系统中虚拟人运动控制的实现

从工程应用的角度,对某型导弹虚拟操作训练系统和DI-GUY人体仿真软件进行了介绍,对视景仿真软件ve-ga进行了介绍,提出了基于vega软件和DI-GUY软件的适合于该系统的虚拟人运动控制的应用方法,并在VC++集成开发环境中进行开发,并给出了明确的实现思路和实现结果,对每种方法的优点与不足进行了详细的剖析,开发了针对空间球控制虚拟人运动的控制函数,实现了在多线程机制下通过线程间通讯来实现虚拟人控制函数的设计方法。     

基于DI-Guy和VR-Link的分布交互仿真的实现

在以人的操作为核心的分布交互式的虚拟现实仿真应用中,具有生命特征的虚拟人的使用非常重要.相对于机械装置、建筑物等无生命的对象,虚拟人更加复杂,仿真难度更大.在分队作战实验室建设项目中,使用DI-Guy和VR-Link作为主要开发工具,通过编程实现了人物角色的选择、人物动作的控制以及网络上动作的一致.作战实验的结果表明,这种实现途径方法简单、效果逼真,效果良好.     

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。     

基于循环迭代的飞机虚拟拆装过程建模方法

将循环迭代法应用于飞机虚拟拆装,研究飞机的拆装过程,提出一种基于循环迭代的虚拟拆装过程建模方法。结合飞机拆装过程动态循环的特性和虚拟人拆装行为并行相似的特点,建立虚拟人拆装行为参数化模型,规范虚拟人拆装行为的统一表达;在此基础上,分析虚拟人与部件的交互关系,构造虚拟人拆装行为、拆装次序、部件状态之间的迭代函数,建立虚拟拆装过程模型,实现虚拟人拆装行为的参数化描述和部件拆装过程的表达。以分布式虚拟维修训练平台中的集中故障显示接口组件拆装为例,对该方法进行仿真验证和比对,结果表明,以虚拟人拆装行为变化表示的部件状态变化使部件的拆装更易于表达,拆装训练效率有所提高。     

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。     

虚拟维修中虚拟人的动作模型设计

提出了一种基于维修任务分解的虚拟人动作模型设计方法,将虚拟维修任务分解为三个过程,建立了三个相应的维修动作层次化模型,阐述了维修动作的分类与设计,并将维修动作模型应用到了虚拟维修过程中.实验结果表明,基于维修任务分解的虚拟人动作模型可以有效地将虚拟人技术应用到虚拟维修中,大大提高了虚拟维修的逼真性.     

虚拟人行走的动作融合

研究在行走时虚拟人动作与虚拟地形之间的交互性。通过碰撞检测来确定人体在地面之上的正确位置。利用动作融合的方法,即将几个典型动作按合适的权重结合产生新的动作数据,实时地驱动虚拟人并使之对环境变化的反应满足视觉上的逼真性。融合过程中各原始动作的权重取决于沿着和垂直于人体运动方向的2个地面坡度,同时也通过对地形的几何分析来实现虚拟人对其周边地形的感知。     

基于OpenGVS战场火焰烟雾的模拟

战场特效有助于虚拟战场环境气氛的烘托,其模拟质量直接影响着整个战场仿真的质量.对于战场上的烟雾、火焰等不规则物体,不能采用传统的几何方法建模,而只能采用粒子系统等复杂的数学模型进行模拟.但在战场环境模拟时,同一场景中常常会出现多处火焰、烟雾的情况,这时巨大的计算量势必大大影响场景仿真的实时性.文章对基于OpenGVS的特效实现方法进行了研究,提出一种基于OpenGVS开发平台,将粒子系统模型与二维纹理动画模拟相结合的实现方式,明显减少了模拟所需计算量.将此方法运用到某型高炮训练仿真器的场景模拟中,实际应用表明,保证实时性的同时使战场特效得到了高质量的模拟.     

机载无源干扰虚拟仿真系统研究

针对某型飞机电子对抗实装训练的困难,采用视景仿真技术进行了某型飞机机载电子对抗训练系统的开发。对虚拟座舱的构建方法、GL Studio开发的虚拟仪表与VP场景的交互问题和战场环境中基于粒子系统的无源干扰仿真方法进行了研究。系统虚拟训练部分以突防攻击任务为战术背景,包含了某型飞机机载电子对抗主要科目的仿真训练,可单科目训练也可进行综合训练,逐步提高飞行员对机载电子对抗设备的操作能力、在复杂战场环境中的敌情判断和战术选择能力。     

An investigation into nausea and other side-effects of head-coupled immersive virtual reality

This paper is written from a human factors perspective and discusses research into some of the side-effects of head-coupled immersive virtual reality. The paper provides a broad overview of the history of virtual reality and highlights some of the important current human factors issues. Reasons why side-effects of virtual reality technology may be expected are then discussed with particular reference to the literature on motion sickness and simulator sickness. A study is described which set out to document the frequency of occurrence and severity of side-effects of immersion in virtual reality. One hundred and fifty subjects took part in this study and were immersed in a virtual environment for 20 minutes. Sixty-one percent of the subjects were documented as reporting symptoms at some point during the 20 minute immersion period and a 10 minute post-immersion period. Five percent of the subjects had to withdraw from the study due to the severity of their symptoms. This finding led to further research that attempted to reduce the side-effects observed. Studies investigating the use of adaptation and the anti-motion sickness drug hyoscine hydrobromide are described. Both of these methods of reducing the side-effects of virtual reality proved successful with the hyoscine proving to be a very rapid method of symptom reduction.     

基于语义虚拟环境的虚拟人动画研究与实现*

现有虚拟环境建模（如VRML/X3D）主要集中在几何图形的描述,所显示的虚拟场景对于人是可理解的,但对于计算机是不可理解的,因而难以作有意义的自动处理。基于语义Web设计了一个语义虚拟环境（主要包括语义虚拟场景和语义虚拟人）,并设计了基于语义虚拟环境的虚拟人动画引擎。语义虚拟环境使得计算机能够理解和自动处理虚拟环境的语义信息,并且使得虚拟环境系统具有可重用性、可扩展性和可集成性。最后,在语义虚拟环境和虚拟人动画引擎的基础上开发了一个办公室场景中智能虚拟人行动推理的系统,取得了很好的效果。     

Recent advances on virtual human synthesis

Virtual human is a digital representation of the geometric and behavioral property of human beings in the virtual environment generated by computer. The research goal of virtual human synthesis is to generate realistic human bodymodels and natural human motion behavior. This paper introduces the development of the related researches on these two topics, and some progresses on example based human modeling and motion synthesis, and their applications in Chinese sign language teaching, computeraided sports training and public safety problem studying. Finally, some hot research topics in virtual human synthesis are presented. Supported partially by the National High-Tech Research & Development Program of China (Grant Nos. 2006AA01Z336, 2007AA01Z320), and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60533070)     

基于Vega的虚拟战场对抗仿真应用研究

战场可视化是数字化战场的一种重要的表达方式,虚拟战场仿真是战场可视化的核心应用。本文通过模拟发生在一个虚拟小镇上假想的军事对抗过程,详细讨论了基于Vega的军事仿真应用方法、实现及其关键技术,重点讨论了自然环境模拟、动态视点控制、实时路径导航和基于粒子系统的特殊效果等问题。     

基于HLA的虚拟战场仿真联邦成员设计与实现

高层体系结构为虚拟战场提供灵活的战场仿真环境。论文简述HLA的组成和原理,分析了基于HLA的虚拟战场仿真系统的组成,详细阐述了雷达、指挥控制和导弹联邦成员的设计,构建雷达发现目标概率、目标威胁排序和导弹命中概率的数学模型,并设计其对象类和交互类,完成战场仿真的联邦成员设计。仿真实验结果表明了所设计仿真系统联邦成员的有效性,使仿真系统中双方打击过程的实时测试仿真达到较好的仿真效果。该仿真系统中的数据模型分析方法,对其它领域内基于HLA的仿真系统设计和开发具有参考价值。     

自主虚拟士兵攻击行为研究

针对当前主流射击游戏和战场对抗仿真中虚拟士兵的受伤模型只改变其生命力而不改变其战斗力,从而影响游戏或仿真真实性的现状,提出了一个虚拟士兵失能模型,该模型能较好地描述虚拟士兵某部位中弹后对其战斗力的影响,并提出了一种基于模糊规则的最佳攻击目标选择算法,该算法可以根据目标距离、弹药情况等因素选取最佳攻击目标,以取得最有效的攻击效果。所述方法可以有效改善自主虚拟士兵行为的真实性,具有较大的应用和参考价值。     

Intelligent virtual agents keeping watch in the battlefield

One of the first areas where virtual reality found a practical application was military training. Two fairly obvious reasons have driven the military to explore and employ this kind of technique in their training; to reduce exposure to hazards and to increase stealth. Many aspects of combat operations are very hazardous, and they become even more dangerous if the combatant seeks to improve his performance. Some smart weapons are autonomous, while others are remotely controlled after they are launched. This allows the shooter and weapon controller to launch the weapon and immediately seek cover, thus decreasing his exposure to return fire. Before launching a weapon, the person who controls that weapon must acquire/perceive as much information as he can, not only from its environment, but also from the people who inhabits that environment. Intelligent virtual agents (IVAs) are used in a wide variety of simulation environments, especially in order to simulate realistic situations as, for example, high fidelity virtual environment (VE) for military training that allows thousands of agents to interact in battlefield scenarios. In this paper, we propose a perceptual model, which seeks to introduce more coherence between IVA perception and human being perception, increasing the psychological coherence between the real life and the VE experience. Agents lacking this perceptual model could react in a non-realistic way, hearing or seeing things that are too far away or hidden behind other objects. The perceptual model, we propose in this paper introduces human limitations inside the agents perceptual model with the aim of reflecting human perception.