計算機虛擬人運動及面部表情的研究與應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、虛擬人技術是虛擬現(xiàn)實技術的重要組成部分,被廣泛應用于科研、教育、軍事、娛樂等各個領域。該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的習拳模式與當今先進的計算機虛擬現(xiàn)實技術相結合,形成了一種新型體育教學模式。虛擬現(xiàn)實技術的應用讓這一系統(tǒng)擁有了非同尋常的意義:在實用性上,這一方式比起視頻教學模式,有更好的互動性與參與感,讓用戶有一種身臨其境的感覺;在文化的角度上,這一方式將傳統(tǒng)武術的動作用數(shù)字化的手段完整的記錄下來,避免了傳統(tǒng)文化流失,并且可以以數(shù)字化手段復制傳播。在技術

2、層面上,教學系統(tǒng)對動作的準確性、合理性與規(guī)范性有很高要求。 本文分析研究了虛擬人運動和表情控制的相關技術實現(xiàn)方法,并根據(jù)實際項目的需要,在現(xiàn)有技術的基礎上對肌肉和表情控制系統(tǒng)進行了改進和創(chuàng)新。在虛擬人運動方面,為了能夠在降低硬件資源消耗的前提下,盡可能提高運動仿真程度,對模型自身的網(wǎng)格結構以及運動控制結構進行了優(yōu)化。模型網(wǎng)格結構優(yōu)化包含模型網(wǎng)格簡化、關節(jié)處網(wǎng)格優(yōu)化、虛擬角色初始姿勢優(yōu)化三個方面,有效地減小了運動過程中產(chǎn)生的模型走

3、樣。在運動控制結構方面,提出了一套肌肉控制系統(tǒng)的設計方案。該系統(tǒng)根據(jù)相應的算法依附于虛擬人的骨骼上,伴隨著骨骼的彎折進行屈伸,并在相應的位置自動產(chǎn)生隆起。更加真實地表現(xiàn)了虛擬人在運動過程中產(chǎn)生的形體變化。在表情控制方面,論文從真實人臉的肌肉組成和表情原理入手,分析真實表情的變化特征。由此得出表情系統(tǒng)的構建思路:利用骨骼系統(tǒng)與肌肉系統(tǒng)相配合構建表情控制系統(tǒng)。在構建表情控制系統(tǒng)的過程中,論文著重對表情運動控制的簡化進行了研究和論述,并且在表

4、情系統(tǒng)的復用性上進行了一系列改進。為了簡化表情控制流程,編寫了表情控制插件,對表情控制進行了約束,并在一定程度上進一步簡化了控制。文章闡述了虛擬人技術在“24式太極拳教學仿真系統(tǒng)”這一實際項目中的應用。按照項目制作的順序,分別從制作人物模型、繪制人物貼圖、構建人體骨骼、添加標記物體、設置表情控制物體、骨骼蒙皮、采集動作、修改并連接動作、導出數(shù)據(jù)九個方面介紹了虛擬人的制作流程。其中,除了肌肉系統(tǒng)和表情控制系統(tǒng)外,著重介紹了標記物體和動作捕

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