人体经络的三维数据模型和动画显示方法研究

本文叙述了人体三维形体的空间数据获得方法，提出一种基于齐次坐标变换的人体经络数据模型，为解决计算机人体经络模型的动画演示和经络穴位的透明叠加显示等问题提供了一条新思路，也为今后进一步应用数学方法或从整体综合的角度去研究经络打下了良好基础，并在分析Ｔａｒｇａ图象和ＦＬＩ动画格式的基础上，实现了它们在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的显示方法。     

基于Forge云的艺用人体解剖绘画仿真系统

针对目前人物动画制作以及绘画过程中对人体结构认识不足的问题,以及虚拟现实技术在教育中的优势,提出了一个基于Forge云的艺用人体解剖绘画仿真系统方案.系统按照人体结构比例,采用块面加线的模式完成人物模型的构建及可视化过程,完全遵照动画运动规律,以骨骼动画结合三维动作捕捉的方式实现人体运动仿真.通过Forge云平台和Three.js完成人机交互.最后,将漫画模块和Forge云模块双向通信,完成漫画人物姿态仿真.通过测试证明,该系统的仿真度和易用性较高,为数字化学习和移动学习提供了环境,有助于学习者深入理解人体解剖结构,并正确掌握漫画人物的造型方法.     

计算机动画中人体建模与皮肤变形技术的研究现状与展望

人体动画制作技术是计算机动画领域内的研究热点和难点。在制作真实感人体动画时,除了有真实的人体运动和灵活的运动控制方法外,还需要有逼真的人体造型和皮肤变形效果。为了使计算机动画研究领域的研究人员对当前各种人体建模与皮肤变形技术有较全面的了解,对计算机动画中的真实感人体建模与皮肤变形技术进行了较为全面的阐述,将现有的方法分为三大类:基于面模型的方法、基于体模型的方法和基于层次式模型的方法,并分析和比较了这些方法的优缺点。在回顾了现有的人体建模与变形技术的基础上指出,3维扫描技术的发展使人体建模和皮肤变形的研究面临新的契机。如何充分利用基于扫描技术建模的优点,并结合层次式建模与变形方法的灵活性的特点,创作出高度真实感的人体皮肤模型及其变形效果,是未来研究的重要方向。     

二三维一体化的人体经络查询系统开发与实现

近年来,中医进一步普及,经络学说也越来越获得应用与关注.二三维一体化的人体经络查询系统拟为针灸按摩临床医疗以及针灸教学服务,采用文献综合法进行研究,利用MapGIS强大的数据管理能力和灵活的开发方式,以MapGIS 10为开发平台,通过扫描得到人体经络栅格数据,并在ArcGIS里面进行手工数字化得到经络、穴位矢量数据和...     

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Java 3D的虚拟人仿真方法

提出一种将3DS MAX、MS3D与Java 3D编程技术相结合的虚拟人仿真方法,可使虚拟人达到相对逼真且交互性强的效果。该方法首先采用3DS MAX角色动画技术进行人体静态建模和动作建模;然后通过将底层基本动作片段转化为MS3D格式,供Java 3D的骨骼动画模型接口调用;最后利用Java 3D编程来控制虚拟人的高层行为活动。该方法有利于角色建模、运动仿真和行为控制等设计工作的分工协作,适合于网络环境下多角色、复杂动作的虚拟人仿真。     

基于图像融合技术的经络实时三维可视化研究

本研究目的是将三维可视化应用于人体经络.通过磁场跟踪仪Wintracker和多通道经络测试仪共同获得经络的三维坐标.利用OpenCV相关函数实现摄像机标定,计算出坐标变换矩阵M,将世界坐标系下的经络三维坐标变换成图像二维坐标系下的经络坐标,最后利用图像融合技术实时地将经络线绘制于现场人体体表图相应位置上,实现经络穴位的...     

三维服装仿真中的"服装-人体"快速冲突检测及响应算法

维胆装仿真可以为三维人体动画生成逼真的服装动态效果，但其中的冲突检测与仿真计算的时间复杂度太高，其实用性一直受到很大限制．提出了一种快速的“服装-人体”冲突检测友响应算法，在人体运动状态下，快速检测服装与人体之间的位置冲突，其时间复杂度仅为O（n）（n为服装模型上的顶点数目）．在此基础上，提出一种合理有效的冲突响应机制，并实现快速稳定的三维服装仿真，取得了真实的仿真结果．     

基于二维隐曲线的动作补间新算法

参数曲线广泛应用于计算机动画,隐曲线在计算机动画中的应用也越来越受到重视.主要研究了二维隐曲线在动作补间技术中的应用,提出了一种新的二维隐曲线动作补间算法-速度插值算法.在算法中,隐曲线用于指定动画对象的运动路径.速度曲线用于描述动画对象的速度与时间关系,结合运动路径和运动速度,速度插值技术用来生成与速度相关的插值序列.同时,在Matlab中实现了算法.仿真结果表明,按算法生成的动作补间动画自然逼真,且算法具有交互性好、真实感强、普遍性高、稳定性高等特点.     

基于Kinect的人体姿态估计优化和动画生成

为了生成更准确流畅的虚拟人动画,采用Kinect设备捕获三维人体姿态数据的同时,使用单目人体三维姿态估计算法对Kinect的彩色信息进行骨骼点数据推理,从而实时优化人体姿态估计效果,并驱动虚拟人物模型生成动画。首先,提出了一种时空优化的骨骼点数据处理方法,以提高单目估计人体三维姿态的稳定性;其次,提出了一种Kinect和遮挡鲁棒姿势图（ORPM）算法融合的人体姿态估计方法来解决Kinect的遮挡问题;最后,研制了基于四元数向量插值和逆向运动学约束的虚拟人动画系统,其能够进行运动仿真和实时动画生成。与仅利用Kinect捕获人体运动来生成动画的方法相比,所提方法的人体姿态估计数据鲁棒性更强,具备一定的防遮挡能力,而与基于ORPM算法的动画生成方法相比,所提方法生成的动画在帧率上提高了两倍,效果更真实流畅。     

基于全局和局部路径规划的人群运动研究与仿真

虚拟现实技术是多媒体技术广泛应用后兴起的计算机高新技术。大规模虚拟人群仿真得到了国内外很多学者的关注。大规模的虚拟人群仿真又分为人群绘制和路径规划两个研究方向。本文在复杂的环境中利用全局和局部路径二级规划算法,为大规模的虚拟人群实时规划出一条无碰撞的路径。     

支持企业经营过程重组的工作流仿真技术研究

企业经营过程的建模、分析和基于模型的企业 经营过程重组实施是确保企业成功实现经营过程优化重组的三个重要阶段．工作流管理是一 种能够有效的支持这三个阶段的信息技术．至今为止,工作流模型的仿真还是一个比较薄弱 的环节．本文提出了一种基于虚拟运行环境的工作流仿真方法,通过建立工作流虚拟运行环 境,以仿真引擎模拟活动的执行,自动处理过程中的半自动化活动或人工活动,并采用规则 与随机变量相结合的方法处理仿真过程中遇到的不确定因素,从而完成工作流仿真．为了增 强仿真的可信度和可视性,本文将虚拟现实技术引入仿真过程的动画显示．本文介绍了工作 流虚拟运行环境的构成,环境中核心组件（仿真引擎）的工作方式,并讨论了基于代理的虚 拟环境实现．     

带有力感觉的显微外科手术血管的仿真研究

随着虚拟现实技术的进步,带有力感觉的仿真研究迅速发展,特别是在医学上得到了广泛应用。利用虚拟现实技术取代效率低下的常规培训,可以大大减少所需的培训时间和昂贵的动物实验费用。针对复杂的显微外科手术的血管缝合,作者建立了可用于大夫培训、手术规划的虚拟现实系统。其中的交互设备采用了具有力反馈功能的PHANTOM—Desktop,使用与之配套的GHOSTSDK软件开发包,建立虚拟环境。考虑到柔性体仿真的实时性和真实性要求,采用了质量一弹簧模型的建模方法。在完成了对虚拟环境中柔性平面仿真的基础上,成功实现了带有力感觉的显微外科血管穿刺的虚拟仿真。     

虚拟仿真

新兴的虚拟仿真就是仿真回路中接入虚拟样机(VP)的数字仿真。VP可以是真实世界的实体、人体和环境的模型,因此,它可以是产品的VP、计算机生成兵力(CGF)、逻辑靶场概念、虚拟战场、功能化虚拟样机(FVP)、虚拟人、软件人、虚拟环境等等。目前,美国、日本和英国在虚拟仿真方面居于领先地位,我国起步稍晚,但也出现了一些捷足先登者。虚拟仿真的应用,十分广泛。虚拟仿真可创建和体验虚拟世界(Virtual World)。此种虚拟世界,可以是现实世界的再现,亦可以是构想中的世界,用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。显然,虚拟仿真已把数字仿真置于现代科技发展的高端。     

可漫游的虚拟战场环境建模与实现

虚拟战场环境是军用仿真的一个重要基础平台,构造可漫游的虚拟战场场最是军用仿真中最基本的、必不可少的一个环节,广泛应用于战场模拟,作战训练和电脑游戏等方面。论文在简单介绍了构造虚拟战场场景的一般性步骤后,重点讨论了地形、自然现象等关键技术及漫游控制的实现等,论文在分析粒子系统的一般实现原理的基础上,提出了提高粒子系统算法实时性的一些技巧。实践证明,所实现的虚拟战场场景在实时性与真实感方面均取得了不错的效果。     

人工智能的虚拟仿真技术研究

由于科技发展不断进步,人工智能的虚拟仿真技术也随之迅速发展起来。在过去的十多年,吸引人们最多的 两项技术是虚拟仿真技术的专研以及人工智能技术的专研,在进行这两项技术专研时,智能虚拟环境是发现这两项技术共同 点的主要因素。本文对人工智能的虚拟仿真技术进行分析,找出人工智能的虚拟仿真技术存在的问题,进而深入了解了人工 智能的虚拟仿真技术的建模方式。     

智能三维虚拟试衣模特仿真系统设计*

针对服装物理仿真通常计算量庞大、在低端硬件平台或交互式环境进行高质量模拟的挑战,将人工生命思想引入服装纹理生成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特仿真系统。通过在三维空间中构建与真实人体类似的三维虚拟模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能,这样不但便于根据着装场合自由切换服装纹理,而且可以让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装效果为了使三维试衣系统更为智能化,还建立了服装搭配合适度智能评价系统。     

基于多体动力学理论的赛车游戏引擎的设计与实现

运动车辆的实时建模、动力学行为仿真是赛车虚拟环境中的重要组成部分。论文设计并实现了一实时赛车游戏引擎,在引擎车辆建模中提出了一种基于多体动力学理论实时逼真的赛车建模方法,对赛车的真实受力状况进行简化,模拟车辆的各种动力学行为和车辆运动的真实感绘制。并实现了引擎中的碰撞检测技术、音效处理技术、虚拟环境的实时绘制技术。增强用户漫游虚拟环境的沉浸感。     

虚拟场景中基于数据手套的交互方法

为了提高操作训练仿真系统的真实性、沉浸感，提高交互的质量和效率，将数据手套引入该系统。针对该输入设备，对其使用方法、数据读取以及交互方法进行了研究。利用Creator软件建立虚拟场景和虚拟手模型，在VC 和Vega集成开发环境中编程实现虚拟场景中基于数据手套的交互。     

Construction of a computer-simulated mixed reality environment for virtual factory layout planning

To survive the cut-throat competition in the manufacturing industry, many companies have introduced digital manufacturing technology. Digital manufacturing technology not only shortens the product development cycle times but also improves the precision of engineering simulation. However, building the virtual objects needed for a digital manufacturing environment requires skilled human resources; it is also costly and time-consuming. A high precision environment with the similar resources is also needed for a high precision simulation. In this paper, we propose a method of constructing a mixed reality-based digital manufacturing environment. The method integrates real objects, such as real images, with the virtual objects of a virtual manufacturing system. This type of integration minimizes the cost of implementing virtual objects and enhances the user's sense of reality. We studied several methods and derived a general framework for the system. Finally, we developed our idea into a virtual factory layout planning system. To assign the pose and position of real objects in virtual space, we applied a circle-based tracking method which uses a safety sign instead of the planar-square-shaped marker generally used for registration. Furthermore, we developed the framework to encapsulate simulation data from legacy data and process data for visualization based on mixed reality.