一种基于不确定方法的虚拟人眨眼控制模型*

针对采用确定性方法合成的虚拟人眨眼效果单一、重复、不能刻画眨眼表达深层信息的不确定性,提出一种基于正态云模型的虚拟人眨眼非确定性控制方法.设计了眨眼间隔云、眼皮旋转速度云、睁眼最大角度云和闭眼保持时间云.分别运用正向云生成算法产生眨眼间隔、眼皮旋转速度、睁眼最大角度和闭眼保持时间,且四个参数符合各自云模型的模糊性和随机...     

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。     

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.     

基于OpenGL实现聋哑人手语关键动作的方法

手语动作的研究是解决聋哑人通过电视、网络进行沟通交流障碍的主要课题之一。首先构造了最小人体三维骨骼模型,基于该骨骼模型给出了聋哑人手语关键动作的所有可能手势和不可能手势,接着基于可能的手势实现了虚拟人连续手势的变换,实现了虚拟人的手语动作。该方法通过可能的关键动作的方法不仅解决了虚拟人手语动作的网络传输的难题,又没有降低实时性,实现了虚拟人的手语动画效果。     

基于虚拟人设计与实现机器人舞蹈动作的一种方法

基于三维虚拟人的骨骼模型仿真实现了机器人的舞蹈动作。分析了机器人舞蹈动作运动的基本规律和实现动作的基本方法,基于此建立了三维虚拟人实现机器人舞蹈动作的关键帧数据库,在此基础上利用中间帧的过渡函数实现了虚拟人骨骼模型仿真机器人舞蹈动作的方法。实验中利用NOBODY机器人舞蹈视频实现了三维虚拟人骨骼模型的仿机器人的舞蹈动画,结果证明了方法的正确性和可行性,对于机器人的三维虚拟化和仿真研究具有重要意义。     

基于参数化动作描述的虚拟维修过程仿真

在虚拟人执行维修动作的过程中,参数化动作描述起到了虚拟人动作和自 然语言维修指令之间的桥梁作用,是为了规范虚拟人执行维修任务动作。论文在参数化动作 描述和智能虚拟维修训练环境的基础上,构建了维修任务分解模型和动作库;以参数化动作 描述为基础,提出了用于3D 虚拟人维修动作仿真的虚拟维修实时执行层次结构。最后,通 过某型起落架维修任务对参数化动作和仿真架构可行性进行验证,结果表明,基于参数化动 作描述描述的动作库可以很方便的进行维修过程仿真。     

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。     

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.     

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。     

动能模型引导的动态虚拟人控制

基于物理的虚拟人控制是一个经典的动力学问题,对游戏开发、影视特效等领域具有重要意义.针对传统的动力学控制器模型构建复杂、缺乏稳定性等问题,提出一个基于动能模型的动态虚拟人控制框架.首先,在黎曼几何空间中对运动捕捉数据进行预处理,构造动能热力分布图;其次,对热力图进行分析,获得控制参数;最后,将得到的参数用于控制器中,计算辅助力矩,使虚拟人保持平衡并提高姿态精度,控制虚拟人进行各种动作.为此,提出一种时间对齐算法,用于融合多个时间片段.通过对复杂地形、运动状态切换和外力作用下的全身双足运动进行测试,获取多种速度、方向的行走数据与跑步数据并进行评估.结果表明,与DeepLoco相比,该框架在外力作用下质心速度变化的波动系数更小,并且能承受更大的干扰力,证明该框架具有鲁棒性.同时,该框架的仿真性能相较DeepLoco提升了2倍,具有高效性.     

基于云模型的人—虚拟角色思想交互模型

基于情感、动机的非语言交互是影响人—虚拟角色交互效果的重要因素,提出了基于云模型的人—虚拟角色非语言交互模型。以尊敬的交互为例,设计了基于云模型的三级尊敬分级模型,提出了基于云模型的交互按钮设计方法。提出了尊敬按钮云滴归属算法,使虚拟角色理解尊敬的过程符合人类认知的不确定性;提出了基于二维鞠躬尊敬云的鞠躬控制算法,随机产生鞠躬最大角和低位保持时间,刻画鞠躬表达尊敬的不确定性。算法分析和交互合成效果表明,所提方法能够刻画交互双方对非语言信息理解的模糊性和随机性。     

基于云网络架构的虚拟网络映射算法研究

云网络架构采用控制与转发分离机制实现了资源的灵活分配,为了满足云网络架构的资源分配符合多业务的资源需求,提出了一种基于云网络架构的虚拟网络映射算法,提高了资源利用率。建立的虚拟网络映射算法模型,给出了虚拟网络映射算法的约束条件和优化目标。针对语音、视频和数据3种业务进行了仿真,结果表明,提出的算法提高了控制资源利用率、转发资源利用率和链路资源利用率。     

基于单台Kinect的高精度个性化人体建模方法

提出一种基于单台Kinect的高精度三 维人体建模方法。首先使用一台Kinect对人体头部进行扫描,以获取高精度的头部点云数据 ;其次,在保持头部精确度的基础上对所获取的点云数据进行采样预处理;最后利用层次化 的紧支撑径向基函数(CS-RBFs)将采样后的点云与已有的人体躯干进行拟合获得3D人体模型 。仿真结果表明,该方法能够提高人体模型的精确度并提高建模速度。     

云模型与VIKOR集成的多属性群决策方法

针对以往定性概念量化过程中只考虑到模糊性这一不确定性因素的不足,采用云模型从模糊性和随机性两个方面实现语义评价变量的量化,并对专家组的语义评价信息进行集结。针对以往云差异性度量方法的不足,基于云模型构成的本质特点,从云滴分布的角度提出了云距离测度算法,进而提出了云相似度算法。考虑到决策指标间相互影响关系,将云模型与决策试验与实验评估法（Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL）相结合,采用云DEMATEL法对专家主观评价给出的指标初始重要度进行修正,进而计算得到指标权重。采用云距离算法计算备选方案与正、负理想解间的距离,并最终由云VIKOR求得备选方案的妥协解。最后以实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

三维人体点云模型多约束肢体分割

针对人体点云模型的肢体分割这一动作识别和虚拟重建领域的重要问题,提出了一种基于分类骨架线、测地距离、特征点和姿态分析的多约束肢体分割算法,通过生成点云模型的分类骨架线,配合测地距离获得人体各部位粗分割点云集,利用测地路径方法实现关键特征点的定位,并利用曲线拟合方式进行定位优化,针对头颈、上肢、下肢和躯干之间关联部位的解剖学特征,构造多种约束条件,对各部位粗分割点云集进行了优化再分割。实验结果表明,所提算法对站姿条件下的不同动作、不同体型、不同精度人体点云模型均能取得与视觉理解相吻合的分割效果。通过该算法得到的肢体各部分点云数据可用于姿态分析等后续研究。     

The 3D Chinese head and face modeling

Perfect fit for people has always been a target for product design. Designers commonly use traditional anthropometric dimensions for 3D product design thus creating a lot of fitting problems when dealing with the complexities of human body shapes. The development of recent 3D anthropometric survey has created an opportunity for complex shape analysis on human model by collecting 3D scan data. Using 3D point cloud data from the SizeChina survey, a methodology of creating a homologous 3D head and face model was demonstrated in this study. Anatomical and virtual landmarks, and surface modeling algorithm based on point cloud data were applied in building the model. The head and face models for all scans had the same amount of vertices with consistent features. The average Chinese models showed obvious differences between male and female. The variations of head and face shapes were analyzed using Principal Component Analysis and the results showed that the largest variations among people were general size, especially for width and depth. However face height, forehead, back of the head, chin and jaw area were also important when describing the 3D shape. The results from this study may be useful in the design of head and facial products.     

同态滤波下RGB-D点云配准方法

目的 为了提高彩色物体配准的精度,针对3维点云颜色信息易受光照条件影响的问题,提出一种基于光照补偿的RGB-D（RGB Depth）点云配准方法。方法 引入同态滤波算法,并将模型对象的3维点云转化成线性点序列,从而对颜色信息进行光照补偿,以提高颜色信息的一致性;获取模型的颜色和几何特征并加权组合成混合特征,以此定义源点云的特征点,并运用K近邻算法搜索其对应点;用奇异值分解（SVD）得到配准的刚性变换矩阵。结果 进行传统的迭代最近点法（ICP）算法、深度信息与色调相结合的算法以及本文算法在不同的光照强度组合的模型配准对比实验,结果显示,在网面凹凸均匀的大卫模型上,配准时间及特征点匹配平均误差方面均约减少到对比方法的1/2;在网面光滑的barrel模型和网面凹凸不一致的阿基米德模型上,特征点匹配平均误差约分别减少到对比方法的1/6和1/8。此外,与Super 4-Points Congruent Set（Super 4PCS）、彩色点云配准算法在不同组合光照强度下进行对比实验,针对4种不同的网面结构模型,本文算法的SIFT特征点距离平均误差全距约减少到对比方法的1/5。结论 利用同态滤波算法抑制光照影响,提高了颜色信息的一致性,在一定效果上消除了光照强度不均匀对3维点云配准精度的干扰。     

贪心算法优化云数据中心的虚拟机分配策略

如何将云客户端的大量虚拟机均匀的分配到云数据中心的物理主机上执行是一个关键问题.提出了贪心算法优化云数据中心的虚拟机分配策略,首先设计一个用于企业的云数据中心的工作场景,该场景包括三层云计算系统结构,包括用户层、云服务提供者层和云数据中心集合层.用户层用来生成虚拟机的请求集;云服务提供者层通过经典的装箱问题算法完成用户层的大量的虚拟机请求集到底层的云数据中心的分配.然后建立虚拟机分配过程中各种约束因素的数学模型;最后利用贪心算法优化云数据中心之间的虚拟机分配.利用某个企业的大数据中心作为云端测试环境,测试结果表明,经典的最好适应算法Best-Fit-Algorithm具有比较的虚拟机分配效果,云平台的能量消耗比较少,该实验结果对于其他企业构造云数据中心有比较好参考价值.     

多阈值提取平面点云边界点的方法

针对基于切片技术的点云数据重建算法需要提取切片内点云边界点,及现有算法效率低、提取效果不好等问题,提出一种多阈值提取平面点云边界点的算法。通过选取判断点的k个近邻点,计算相邻两点与判断点连线间夹角,由于边界点必存在最大夹角,通过判断最大夹角是否超过设定阈值,从而快速提取边界点。通过对阈值设值分析,不同点云数据的边界提取实验及几种方法间比较,该方法不受点云形状影响,均能较好提取边界点,且优于其他3种算法。结果表明该方法在保证原始点云特征信息的前提下,可较好提取边界点,提高后续点云重建速度与效率。