协同虚拟环境中分层智能化身控制模型的研究

为了增强协同虚拟环境中化身行为控制的智能性和模块独立性,基于VRML和智能代理技术设计和实现了一种分层智能化身控制模型.该模型中化身模拟智能实体的形体和简单行为,代理模拟智能实体的高级行为控制,化身代理和化身之间通过统一的调用接口进行控制和通信,使得模型各层之间有很好的模块独立性,并采用了基于规则的推理和分层有限自动机实现智能行为.最后的实例分析表明了该控制模型的可行性.     

分布式虚拟环境中区域重叠划分研究

分布式虚拟环境在划分区域后,区域边界附近的化身不能实时交换动态信息。针对这一情况,提出了区域重叠划分方法,通过增加一定的网络负载和多播组数目,来最大限度地保证相邻化身之间实时交换数据。详细分析了区域重叠划分方法,以及实现中的具体问题。     

分布式虚拟环境中基于同步控制的预测研究

目前,基于同步控制的预测研究都是根据位置不变的实体划分区域,然后再预测区域内化身与这些实体之间的交互。提出一种新的预测机制,它能预测化身与运动实体（包括静止实体）之间的交互,配合适当的多播通信机制,该方法就能很容易地扩展到大场景多化身的系统中。文中详细讨论了预测机制及其实现方法。     

基于Java和VRML的共享虚拟环境架构的研究

该文介绍了共享虚拟环境的概念和现状。提出了一种基于Java和VRML的共享虚拟环境的C/S架构。它使用通用的浏览器,具有很好的平台独立性和可扩展性。同时采用遵循H-Anim1.0人物建模标准来定义化身,具有好的通用性和可定制性。为了实现在Internet环境下的实时性,对传输某些经常变动的信息时在客户端采用了预测算法。实践证明,该系统在Internet环境下可以实现较好的效果。     

基于集合论思想的协同虚拟环境交互研究

交互技术是协同虚拟环境中实现用户间的多感知（视觉、听觉、触觉等）交流与协作的重要手段。目前,在协同虚拟环境中,由于对存在的交互种类缺乏系统、全面的研究方法,从而用户交互程度明显不足,严重影响了地理协同工作。将集合论思想引入到协同虚拟环境的交互中,首次系统、完备性地分析了协同虚拟环境中存在的交互类型,将复杂的交互研究简化为6类交互的组合。在此基础上,采用Agent技术构建了智能语义物体模型以辅助交互的实现,并应用VTK和Cal3D软件开发包,实现了协同虚拟环境中基于化身的多种交互。     

智能虚拟环境中主体的情感计算研究

为了在智能虚拟环境中赋予主体情感能力,提高其逼真度及人机交互的自然性,并且兼顾虚拟环境的实时性要求,以心理学中的基本情绪理论和认知评价理论为依据,模拟推理规则为基础,提出了一种情绪产生器模型。该模型首先根据模糊IF-THEN规则制定情绪激发条件规则,进而推理得出“情绪因子”;然后建立了一个受情绪因子、个性及前一时刻的情绪状态制约的非线性函数,用来生成当前情绪及计算情绪强度。仿真结果表明,模型较符合人类的基本情绪状态的产生、迁移及衰减规律,在一定程度上体现了人类情绪的模糊性和非线性,而且易于机器实现。     

虚拟环境中物体物理特性的表示与处理

文中阐述了表示与处理虚拟物体和物理特性对虚拟环境逼真性重要意义，介绍了其研究内容，综述了当前的一些主要方法和关键技术，分析了目前存在的问题，并讨论了虚拟物体物理特性表示与处理的应用，最后展望了该研究领域的发展趋势。     

虚拟环境中行为建模技术研究

本文从软件方法学的角度将虚拟环境中行为建模技术分为基于过程的行为建模、基于对象的行为建模和基于Agent的行为建模,介绍这些技术的同时并分析了其各自的优缺点及适用范围,最后展望了行为建模技术的发展方向。     

教育合作虚拟环境中情感的表达

在合作虚拟环境中,应用具有情感表达面孔的虚拟替身有利于交流,通过实验对虚拟替身面部模型的有效性进行研究分析,结果表明,通过对模型适当的应用,情感能够通过一定数量的面部特征而被形象地表现出来。     

虚拟环境中运动车辆行为仿真的程序方法研究

研究了具有自然起伏地形特征的虚拟环境中,运动车辆行为姿态变化的三维仿真问题。设计出一种根据车辆的支撑平面计算姿态显示参数,从而实现车体状态实时自动调节的算法。给出了算法的具体描述和实现结果,并对其中的关键技术进行了比较详细的讨论。该算法对车轮轮子个数没有限制,对于履带式车辆也是适用的。仿真显示了视觉上的逼真性,证明了该方法在虚拟仿真及虚拟现实其他领域的可应用价值。     

基于虚拟现实技术的虚拟角色设计

给出了基于虚拟现实建模语言进行角色参与的虚拟场景构造方法,该研究内容可有效辅助、支持有角色参与的虚拟场景实时互动的实现及针对稳定性、安全性和适人性等特性的测试评价工作。     

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.     

基于Maya脚本语言的虚拟士兵动画研究

在三维动画制作软件中,传统的人工调整虚拟人动作的工作方式已经不再适合现在的计算机动画制作。针对这一问题,提出了一种采用Maya脚本语言编程来实现人物动画控制的用户界面,在该界面中,动画师可以通过选择按钮移动滑块进行关键帧的设置,从而产生骨架的运动,形成动画。该方法可以提供对制作人物特征有用的工具,使得人物动画的制作更简单。     

三维角色动画制作关键技术分析

在综述三维角色动画制作的角色建模、骨骼创建、蒙皮绑定、运动控制等技术的基础上,详细介绍了当前三维角色动画制作中的关键技术—角色建模技术和运动控制技术,并对各种角色建模技术和各种运动控制技术分别进行了分析与对比,可为科学、合理选择和综合运用三维动画制作技术提供参考,以提高三维角色动画制作的效率和质量。     

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)     

交互式角色运动特效的光滑粒子流体动力学仿真

长期以来,由于流体仿真和物体变形计算都具有相当程度的复杂性,使得流体与刚体的交互模拟,特别是和带有复杂动画的角色交互的效果,难以达到实时计算和渲染。在此,笔者提出了一个新的方法,用于生成沿着角色运动而产生交互的流体特效。为了实现这类效果的生成,控制流体特效与运动角色的交互,首先针对角色运动轨迹进行跟踪,根据轨迹的几何性质而生成初始状态的流体特效;然后借助光滑流体动力学(SPH)对流体粒子进行仿真。其中针对基于SPH技术的复杂性,流体仿真的过程借助GPU并行计算的能力,采用了一种新的高效粒子搜索算法,最终实现普通用户级个人计算机上实时渲染具有流体运动特征的角色运动特效。     

An interactive virtual guide for the AR based visit of archaeological sites

One of the most interesting research lines about avatars is the design and the implementation of a synthetic behaviour able to drive avatar's actions according to an adaptive interaction paradigm. This aspect, indeed, is of fundamental importance to many advanced applications involving avatars and humans. This study presents a novel framework exploiting augmented reality to visualize a synthetic 3D virtual guide inside an exhibit or a public gallery, to assist visitors wearing a Head Mounted Display during their visit and providing them with both visual and informative enhancements not available in a standard tour. The Human–avatar interaction is approached through a model based on timed automata to address the conversational issues and to improve the quality of interaction by means of an effective synchronization. A usability study conducted on an application of this research to the “avatar assisted tour” of a roman villa, confirms the efficacy of the approach.