基于D3D的三维虚拟人运动显示

开发了一套基于Direct 3D技术的应用程序开发包DXVHSDK,它可以在虚拟环境中载入、驱动并显示一个或多个三维虚拟人,具有绘制速度快、可靠性高、可扩展性强等优点,能够灵活地驱动虚拟角色完成各种复杂的运动和操作,可以广泛应用于仿真、娱乐、智能人机交互等领域．在DXVHSDK的基础上,还开发了一个可以控制虚拟人运动的原型系统．     

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.     

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。     

基于流演算的智能虚拟人模型研究与实现*

在研究流演算理论及其实现语言FLUX的基础上,将流演算与虚拟现实技术中的虚拟人相结合,提出了一个基于目标驱动的、有自主行动能力的虚拟人模型。设计了动作检测模块,同时使用了动作队列,根据动作检测的结果来决定是否执行下一个动作,使虚拟人可以针对动态变化的虚拟环境进行有效的行动规划。利用此模型可以快速构建出一个在不完全可知的虚拟环境中通过感知到的有限信息进行实时的、自主行动推理的智能虚拟人。最后,实现了办公室场景中智能虚拟人行动推理系统。     

虚拟人骨骼结构的多刚体系统建模方法研究

提出了一种虚拟人骨骼结构的多刚体系统模型,可有效地克服DH表示法只能适用于单链结构的缺陷．首先通过合理的简化与假设,给出了一种16关节、39自由度的虚拟人简化模型;然后将该虚拟人模型抽象成为一个各肢体间通过机械转动铰相连的多刚体系统;最后引入树模型与低序体阵列来表达虚拟人的骨骼结构．分析结果表明,文中方法除能够自然地表达虚拟人的复杂分支结构外,还可以容易地实现虚拟人模型的任意分辨率扩展,并具备递归计算的优点,具有广泛的适用性。     

基于运动捕捉数据的虚拟人建模及运动仿真

虚拟人运动具有深远的理论价值及广阔的应用前景.但是因为运动形式多样导致动特性复杂,计算难度大,现有的虚拟人运动仿真系统很难同时保证仿真的实时性和真实性.根据快速发展的运动捕捉技术,为解决上述问题,采用一个虚拟人运动仿真系统.首先建立既计算简单又显示逼真的虚拟人模型,可根据运动捕捉数据对虚拟人模型进行仿真.实验结果表明,方法可以在保证时间复杂度的基础上逼真地运用运动捕捉数据驱动虚拟的运动.经实验证明,虚拟人运动仿真方法,可以应用于智能人机交互领域中.     

面向自然交互的多通道人机对话系统

人们在对话过程中,除了使用口语交互外,还会很自然地利用表情、姿态等多模态信息辅助交流。重点分析并阐述了如何将这些多模态交互方式有效地融合到人机对话模型中,并实现一个面向自然交互的多模态人机对话系统。首先根据不同通道(如情感、头姿)对语音交互的影响,将它们主要分为信息互补、信息融合和信息独立3种模式,并针对3种模式分别采用不同的方式实现输入信息的多模态融合。信息融合后的对话管理,采用有限自动机、填槽法和混合主导方式的对话管理策略。针对对话中的情感处理,提出一种情感状态预测网络来记录用户的情感变化,并根据话语的轮转的不同对话上下文对用户情绪变化进行及时反馈,该对话模型能比较灵活地处理用户在对话过程中呈现的多模态信息。信息输出方面,针对人机对话中较为常用的数字虚拟人的行为控制,提出了一种简化的多模态协同置标语言,实现了虚拟人的包括情感、姿态与语音的同步表达,提高了虚拟人的表现力。最后基于以上关键技术,实现了一个面向城市路况信息查询的多模态自然人机对话系统。多个用户的体验表明,相对于传统的语音人机对话模型,多通道自然人机对话系统能有效提高用户交互的自然度。     

虚拟人情绪模型研究的现状和问题

情绪体验能够有效地提高虚拟现实系统用户的兴趣,虚拟人的情绪设计正成为构建虚拟环境的一项核心技术,目前的虚拟人情绪模型仍然处于初级阶段.综述了情绪模型的研究,讨论了情绪模型尚未解决的问题.根据情绪模型相关研究和认知科学的成果,提出了建立虚拟人情绪模型的一种新思,其目标是提高虚拟人情绪设计的效率,虚拟人的情绪状态通过情绪模型来控制,虚拟人可以具有感知、动机、情绪、个性,并可在虚拟环境中表现出恰当的自主情绪.情绪设计软件可以融合软计算理论和人机交互技术,为建立人性化的图形界面提供一种高效工具.     

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。     

基于Multi-Agent的人机环境仿真设计系统

提出了用于制造过程仿真和人机工程分析的多Agent智能设计系统。基于模糊多目标决策理论建立了虚拟人自适应作业行为仿真模型。在虚拟环境中,智能化的虚拟人能自主完成作业任务的仿真,优化自身的工作状态,同时提供人机工程的评估结果。通过仿真实验,证明了所用技术的可行性。     

基于Unity3D的虚拟化学智能课堂系统

针对传统化学教学的局限性及现有虚拟化学课堂的不足, 以Unity3D为基础设计并实现了虚拟化学智能课堂系统. 构建虚拟场景并导入Unity3D引擎, 通过C#脚本和粒子系统开发虚拟仿真实验; 为解决多人虚拟场景下权限分配问题, 实现了采用权限策略的智能辅助模块, 为不同学生分配不同权限并提供文字视频等提示功能; 通过S...     

智能虚拟环境中的决策模型及其应用

针对智能虚拟环境中决策所必须解决的实时性和动态性的问题,研究了智能虚拟环境模型的构,对传统的规划方法做了,要用了能进行实时规划的限时A＊算法,同时使用了动作栈,该方法可以对当前的动作进行即时评价,使得决策可以满足动态开放的虚拟环境要求,在此基础上实现了一个决策Agent,它能产生一定的智能行为,最后实现了一个小型的智能虚拟环境,并应用该模型来指导其中虚拟人物的行为。     

基于多Agent系统的智能虚拟仪器研究

根据当前虚拟仪器技术的现状,提出了基于多Agent系统的智能虚拟仪器概念,把虚拟仪器系统中的软件单元设计成独立的Agent,通过它们之间的动态组合构成一个完整的系统.最后,借助多Agent系统构造框架JAFMAS来实现该系统模型的开发.这一概念的提出,提高了虚拟仪器的可重构性、适应性和设计效率.     

面向智能制造加工的虚拟调试系统开发与应用

为了解决智能制造加工系统的调试成本高、周期长及风险大等问题,研究了面向智能制造加工的虚拟调试技术。以智能制造加工系统中机器人、PLC、数控车床及加工中心为研究对象,首先通过工业以太网进行组网并与PC机进行通讯,基于OSGI.NET插件框架开发了交互控制软件,将每个设备驱动做成插件,使得每个插件能够实现当前设备的数据采集、监控及控制。并且在RoboDK软件中建立了系统虚拟的3D模型,通过Redis数据库实现了控制设备和虚拟模型之间的信号交互。然后使用了PLC、机器人控制器、数控车床及加工中心控制器对系统3D模型进行虚拟调试,最后通过实验验证了加工系统的有效性。     

A CAD system for multi-style thermal functional design of clothing

Designing clothing with good thermal functional performance is very demanding and time-consuming if we follow traditional design methods. An innovative method consisting of a CAD system, allowing the designer to perform multi-style clothing thermal functional design on a customized virtual human body, is presented in this paper. The new functionalities of the virtual system provide the abilities to perform intelligent design of different clothing styles and materials for different body parts according to individual design requirements, namely design of various categories of clothing, such as hat, coat, trousers, gloves and shoes in the same design scheme. The designed clothing can be worn on a virtual human body and set in various wearing scenarios. The thermal behaviors in the human body-clothing-environment are simulated to predict the thermal performance of clothing and thermal response of the human body at multi-parts. 2D/3D visualization and animation of the simulation results are presented to help the designers to preview and determine whether the thermal performance of clothing is satisfactory and then obtain feedback to improve their designs iteratively.     

虚拟服装展示系统的比较研究

虚拟服装展示是借助立体全息技术、互联网或数字互动大屏幕来展示人体或数字角色“穿上”虚拟服装后的动态视觉效果。随着数字媒体艺术、交互技术和立体显示技术的发展,虚拟服装展示系统被广泛用于立体时装设计、服装表演、娱乐秀、商场试衣以及电视广告等领域。本文分析比较了近年来国内外虚拟服装展示领域的技术发展,并归纳总结出当前虚拟服装展示的5种人机交互模式。作者认为：随着全息技术、体感交互、立体视觉和增强现实等智能环境技术的发展,以“私人订制”为代表的个性化、时尚化和智能化的虚拟试衣体验将成为未来人们服装购买体验中不可或缺的重要环节之一。     

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。