基于国标人体测量学数据的虚拟人缩放方法

具有准确人体测量学数据的虚拟人模型在虚拟制造和虚拟维修领域有重要的理论和现实意义。此外,根据某些人体测量学数据,参照典型的人体模型生成特定的虚拟人,即实现人体模型的参数化控制,对于合理地进行人机功效分析也有重要的应用价值。该文在分析我国成年人体测量学数据标准的基础上,通过研究Jack软件中人体模型表示方法和人体测量学数据之间的映射关系,提出了一种基于人体测量学数据的人体模型动态缩放方法。利用该方法在Jack软件中建立了基于国标人体测量学数据的人体模型动态缩放子系统。     

一种基于人体测量学的三维人体快速建模方法研究与实现

常用的个性化三维人体建模方法存在数据量大,处理过程复杂,不适合Web应用的不足,该文提出一种新的快速进行三维人体建模的方法,该方法根据人体测量学和人体解剖学原理,结合人体表面特征点和特征线分布规律,应用超椭圆仿真人体各截面、采用层次参数驱动设计思想,实现快速创建个性化三维人体模型。该方法具有满足实时要求、交互参数少,易于控制,误差小、模型真实感强等优点,并可以准确地提供骨骼关节点和人体特征点．适于三维仿真形象动态设计、人体运动模拟和虚拟服装试衣等多种应用。     

一种基于人体测量学的三维人体快速建模方法研究与实现

常用的个性化三维人体建模方法存在数据量大,处理过程复杂,不适合Web应用的不足,该文提出一种新的快速进行三维人体建模的方法,该方法根据人体测量学和人体解剖学原理,结合人体表面特征点和特征线分布规律,应用超椭圆仿真人体各截面、采用层次参数驱动设计思想,实现快速创建个性化三维人体模型。该方法具有满足实时要求、交互参数少,易于控制,误差小、模型真实感强等优点,并可以准确地提供骨骼关节点和人体特征点,适于三维仿真形象动态设计、人体运动模拟和虚拟服装试衣等多种应用。     

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.     

三维虚拟人皮肤变形技术分类及方法研究

在虚拟人合成研究领域,皮肤变形一直是一个重要和活跃的研究方向.首先概略介绍三维人 体几何表示方法以及皮肤的表示和几何建模方法,然后针对目前存在的皮肤变形方法,提出 了两重分类方法.首先按照三维人体几何表示方法将皮肤变形分成两大类：表面模型皮肤变 形和多层模型皮肤变形,然后按照皮肤变形机制把表面模型皮肤变形方法分成4个子类.详细 介绍了每类方法的原理和优缺点,最后指出了皮肤变形目前存在的问题并展望了未来的发展 方向.     

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     

一种适合实时运动及变形的虚拟人建模方案

目前,适合于实时运动变形的虚拟人建模方法在逼真性和实时性上各有侧重.提出了一种均衡的方法,通过动态生成点圈来进行各肢体间的无缝化处理从而保证了较高的逼真性,同时通过动态细分的策略保证了模型的整体复杂度不会太高,从而达到实时的要求.最后给出了在这种建模方案下的姿态驱动及呈现的算法流程,整个方案效果良好.     

运动状态下虚拟人全身皮肤实时变形方法

完善了已有的广义交叉截面法,针对人体全身各处的特点提出了多种灵活有效的截面分组方法,实现了人体运动状态下的全身皮肤实时变形;同时结合插值方法,进一步提高肩关节、髋关节等运动幅度较大部位的皮肤变形效果.该方法适用于任意皮肤网格组织方式的虚拟人模型,能够在人体各种运动状态下实时生成逼真的全身皮肤运动变形.     

一种基于自由空间法的虚拟人行走规划方法

本文提出了一种基于自由空间法的虚拟人行走规划方法。该方法以虚拟环境的表示为基础,首先将虚拟环境离散化成为环境图;然后用启发式A＊搜索算法进行路径搜索,产生从初始位置到目标位置的最优路径,引导虚拟人对环境进行漫游;最后设计实现了一个仿真演示实例。仿真结果表明,所提算法简便易行,能够满足虚拟人在复杂环境下导
航和漫游的要求。     

虚拟人皮肤建模技术研究概况与展望

总结了国内外虚拟人皮肤建模技术的研究概况,从逼真性角度将传统的研究方法分为两层结构法和物理结构法两大类进行描述与分析;对各种皮肤建模方法特别是物理结构法进行了概要分析.最后展望了虚拟人皮肤建模技术的几个发展方向.     

关节点处增加截面的三维虚拟人皮肤变形方法

实时逼真的三维虚拟人的皮肤变形技术是计算机动画的重要研究方向之一。基于切面轮廓线进行操作的交叉截面皮肤变形方法由于速度快及良好的连续性被广泛地使用。但在自由度变化大的关节处难以表达细微的皮肤结构。基于此,在自由度变化较大的关节处通过增加截面的方法进行补偿来表现细微的皮肤变形,取得了预期的效果。该方法解决了关节处皮肤变形的失真效果,并且没有降低实时性,获得了理想的皮肤变形效果。     

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。     

The skin deformation of a 3D virtual human

This paper presents a skin deformation algorithm for creating 3D characters or virtual human models. The algorithm can be applied to rigid deformation, joint dependent localized deformation, skeleton driven deformation, cross contour deformation, and free-form deformation (FFD). These deformations are computed and demonstrated with examples and the algorithm is applied to overcome the difficulties in mechanically simulating the motion of the human body by club-shape models. The techniques described in this article enables the reconstruction of dynamic human models that can be used in defining and representing the geometrical and kinematical characteristics of human motion.     

一种具有逼真效果的虚拟人动画生成方法

针对传统的虚拟人动画逼真度低、动画生成复杂、且动画存在飘移现象的问题,提出了一种基于视频关键帧获取运动数据的虚拟人动画生成方法。首先利用线性混合蒙皮算法建立了新的人体几何模型;其次利用正向运动学方法驱动虚拟人的骨骼模型,并利用平移补偿原则消除虚拟人运动中的飘移现象;最终实现了基于双目正交视觉获取关节运动参数的虚拟人动画。实验结果表明,新方法能逼真地模拟真实人体动作,且方法易于实现、实用性强。     

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。     

Realistic modeling and animation of human body based on scanned data

In this paper we propose a novel method for building animation model of real human body from surface scanned data. The human model is represented by a triangular mesh and described as a layered geometric model. The model consists of two layers: the control skeleton generating body animation from motion capture data, and the simplified surface model providing an efficient representation of the skin surface shape. The skeleton is generated automatically from surface scanned data using the feature extraction, and then a point-to-line mapping is used to map the surface model onto the underlying skeleton. The resulting model enables real-time and smooth animation by manipulation of the skeleton while maintaining the surface detail. Compared with earlier approach, the principal advantages of our approach are the automated generation of body control skeletons from the scanned data for real-time animation, and the automatic mapping and animation of the captured human surface shape. The human model constructed in this work can be used for applications of ergonomic design,garment CAD, real-time simulating humans in virtual reality environment and so on.     

基于栅格法的虚拟人快速路径规划

在栅格中使用经典的Dijkstra算法进行路径规划有计算量大,规划时间长、进行扩展判断的节点个数多等缺点.栅格的组织结构决定了栅格中最短路径的特性--组成最短路径的各线段间的最小夹角为90°.根据栅格及最短路径的特性,提出了一种在栅格中使用Dijkstra算法规划路径时减少扩展节点的个数,进而缩短规划时间、降低计算代价的算法,并将其用于虚拟人的路径规划.实验验证了算法的可行性和有效性.     

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)     

基于虚拟人的模拟操作训练研究

为了模拟虚拟战场环境中人的行为,结合某型武器虚拟阵地操作环境中引入DI-Guy虚拟人的开发实践,首先讨论了DI-Guy虚拟人的开发环境,然后分析了DI-Guy虚拟人的生成方法（ADF文件生成法以及API编程实现方法）,并且论述了DI-Guy虚拟人实时运动中的若干问题,最后结合军事仿真训练开发的实际情况,对DI-Guy虚拟人的视景开发提出了一些必要的结论与设想。     

复杂电路虚拟维修的建模与仿真技术

分析了电路虚拟维修的特点,总结了电路虚拟维修系统中必不可少的3种模型:仿真模型、交互模型和三维模型,研究了3种模型的特点和建模方法.提出了一种层次化模型结构:功能层、应用层和显示层,并研究了各层之间的信息传递.引入多Agent系统理论建立电路虚拟维修系统中不同类型的智能Agent模型,研究了基于KQML的各Agent间通信的方式.最后根据模型的层次化结构建立了一个基于多Agent系统的电路虚拟维修训练系统.