虛擬環(huán)境中的人體運(yùn)動(dòng)模式研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、人體運(yùn)動(dòng)研究始于60年代航空科技發(fā)展時(shí)期，并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步完善。人體運(yùn)動(dòng)是在三維立體空間展開和變化的，其運(yùn)動(dòng)方式必定遵循一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，使得人體的各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)得以在PC機(jī)上以三維動(dòng)畫的方式完整顯示。由于傳統(tǒng)的人體運(yùn)動(dòng)模型存在各種各樣明顯的局限性，要想在虛擬環(huán)境中演繹逼真的人體運(yùn)動(dòng)，首先必須建立逼真的人體模型，其次人體在虛擬環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)。 本文介紹了目前人體建

2、模和人體運(yùn)動(dòng)行為建模的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，以及虛擬環(huán)境中人體運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀。探討了虛擬環(huán)境中人體運(yùn)動(dòng)行為建模方法，本文直接采用OpenGL編程開發(fā)人體運(yùn)動(dòng)的骨骼層次模型，在了解了人體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型并仔細(xì)研究了人體運(yùn)動(dòng)模式的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了人體運(yùn)動(dòng)各肢體之間的運(yùn)動(dòng)連帶關(guān)系結(jié)構(gòu)，采用基于關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)層次結(jié)構(gòu)，建立了本文中的人體運(yùn)動(dòng)模型，并分析了人體下半部的動(dòng)力來源問題，根據(jù)分析得來的動(dòng)力來源結(jié)果建立了簡單的運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)人體下半部的運(yùn)動(dòng)進(jìn)

3、行了簡單的模擬。以虛擬環(huán)境中人體運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)為研究目標(biāo)，根據(jù)所建立的人體運(yùn)動(dòng)模型，采用齊次變換的鏈乘法則，求取人體運(yùn)動(dòng)過程中姿態(tài)和位置。最后，在傳統(tǒng)而簡單的尋徑算法和A*路徑規(guī)劃算法的基礎(chǔ)上，提出了實(shí)時(shí)計(jì)算類關(guān)鍵幀法對(duì)虛擬人體行走的簡單路徑進(jìn)行了規(guī)劃，最后通過編程實(shí)現(xiàn)了虛擬環(huán)境中人體運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。本文所開發(fā)的虛擬人的運(yùn)動(dòng)，能夠交互地觀察、修改其運(yùn)動(dòng)序列，使其運(yùn)動(dòng)方式更加真實(shí)、自然。本文所實(shí)現(xiàn)的是虛擬人在原地踏步、走步和轉(zhuǎn)身這幾種運(yùn)動(dòng)模式之