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。

基于数字化扫描的虚拟人建模合成技术研究

在数字化扫描技术支持下,虚拟人技术得到了进一步发展,被广泛应用于各行各业。对数字化扫描技术、扫描原理、虚拟人技术及基于数字化扫描技术的建模方式进行分析,通过手部建模实例,利用PolyWorks软件,以数据获取、模型拼接、空洞修补3个步骤为主介绍了虚拟人手部建模的具体流程。相较于传统方法,该方法可以在少量样本的情况下,得到更逼真的人体模型,使虚拟人技术在医学手术、影视动画、游戏设计等领域的应用更接近于真实情境。

人机携行外骨骼负重上楼梯的动态建模与仿真

研究外骨骼在不同负重情况下上楼梯时各关节驱动力矩变化规律。基于西南交通大学第三代人机携行助力外骨骼机器人,首先运用D-H法推导了外骨骼的运动学模型,研究外骨骼各个连杆之间的相对运动与位姿关系;其次,基于拉格朗日方法构建了外骨骼动力学模型,并进行了动力学仿真分析;最后,将拟合得到的人体步态周期数据作为基于Adams环境中外骨骼在不同负重情况下上楼梯动力学仿真中的驱动函数,得到各关节驱动力矩数据。所得结果验证了运用拟人建模方法辨识外骨骼机器人动力学模型的有效性,为外骨骼在负重上楼梯环境下的系统驱动和控制提供了理论基础,增加了人机携行性。

船舶狭小空间虚拟人维修姿态建模技术

针对现有虚拟人仿真技术在船舶狭小空间维修作业中存在的效率低下、需要较多人工干预、仿真成本高等问题,提出一种虚拟人姿态混合建模仿真技术。根据狭小空间中人体维修作业的特点,将虚拟人姿态建模分为虚拟人躯干及下肢姿态建模与虚拟人手臂姿态建模两部分。首先,提出一种基于姿态库的狭小空间姿态自动匹配算法,以确定虚拟人在狭小空间中的操作位置与姿态;在此基础上,建立多目标优化模型对手臂姿态进行求解,并实现维修仿真姿态的生成。以某型船舶机舱罐体阀门维修为例的实验结果表明,所提方法可以实现虚拟人姿态的自动定位与生成,且可有效提高维修仿真效率。

基于小波变换的数据运动捕获在虚拟人运动建模中的应用

对运动数据进行编辑处理,是生成新的复杂动画和提高运动数据重用性的关键技术。本文提出了一种将小波变换引入运动编辑的方法,对信号进行多分辨率分析,实现了多种算法,从而可以较好地保持运动的真实性。

基于统计模型的中国手语合成韵律研究

为了提高手语合成系统的可懂度,获取更为方便真实的人机交互方式,采用基于统计模型的中国手语韵律研究方法,即通过跟踪视频中手语动作,分析手语表达的韵律特征来提取手语韵律参数.并针对手语表达中肢体关节部位的不同贡献,分别对腕关节和肘关节进行了独立韵律研究.实验结果表明,通过基于统计模型的韵律研究方法可以有效得到韵律参数变化特征,并可以通过手语合成系统进行韵律特征的模拟.

面向艺术与设计虚拟人技术比较研究

在面向艺术与设计虚拟人技术领域,建模、皮肤变形、运动控制是其基本问题。首先介绍了基于经验知识、人体解剖学以及基于物理模拟的虚拟人研究方法,然后介绍了基于样本插值的虚拟人研究方法。最后对两种方法进行了比较研究,并展望了未来的发展方向。

基于虚拟现实技术的油田仿真培训系统的设计

油田作业培训的安全问题一直备受关注,为了保证油田作业培训的安全性,将虚拟现实技术应用于油田仿真培训工作,建立油田仿真培训系统。该系统基于虚拟现实技术,设计了油田仿真培训系统的总体结构,提出了演示、操作演练和考评三种培训模式,阐述了交互式菜单和对三维实体的交互式操作两种人机交互方式,引入了虚拟人和虚拟手的模型及控制技术。该系统虚拟场景逼真,培训功能齐全,用户可以进行多视点、多场景的浏览,让用户有身临其境的感觉,目前已经应用到实际培训中,效果良好。

基于动作捕捉技术的消防员仿真训练系统研究

针对现有消防领域仿真训练系统多采用传统输入输出设备,导致现场感和沉浸感不足的现状,提出了基于惯性融合光学动作捕捉硬件系统和Unity3D引擎开发的消防单兵仿真训练系统的实现方法。研究了融合惯性、光学动作捕捉等技术的MOX Suite VR系统的组成和工作原理、构建了虚拟消防员模型、搭建了消防单兵仿真训练系统软件平台。实际测试与应用结果表明,该系统运行稳定,提升了训练人员的现场感、沉浸感和交互性。