交互式智能虛擬化身行為模型研究與應(yīng)用.pdf

1、在智能虛擬環(huán)境領(lǐng)域，越來越多的工程應(yīng)用中需要引入智能虛擬化身這一類通常在應(yīng)用系統(tǒng)虛擬環(huán)境中替代人類執(zhí)行某種任務(wù)的特殊智能虛擬人，這是因為人類的實踐活動歸根到底離不開人類自身的參與。用戶通過智能虛擬化身進入到虛擬世界中，在某種程度上無限拓展了人類活動的時間與空間。信息時代今天的一個重要特點和基礎(chǔ)就是數(shù)字化技術(shù)，即將各種事物、事件的本質(zhì)特性以數(shù)字信息形式存儲。對智能虛擬化身的研究，簡單來說，可理解為人類自身的數(shù)字化問題，嚴格來說，智能虛擬化

2、身是以虛擬現(xiàn)實、人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)，主要研究人類的各種特性(幾何，生理，感知，認知，情感，心理，記憶，行為及社會性等)在計算機生成空間(應(yīng)用系統(tǒng)虛擬環(huán)境)中的數(shù)字化表示，是高度真實的人類特性的數(shù)字化再現(xiàn)。
　　 理想情況下，智能虛擬化身除了應(yīng)該具備現(xiàn)實世界用戶逼真的幾何外觀外，更重要的是具備自主認知行為能力、情感智能，提供簡單自然的人機交互方式，為用戶創(chuàng)造友好的用戶體驗，并能夠?qū)崿F(xiàn)自主認知與用戶意愿融合，從而能夠?qū)嵤┱鎸?、可信?/p>

3、的擬人行為，引起用戶共鳴，最大化的增強用戶的沉浸感。
　　 本文的研究是以《新型數(shù)字化殯葬與祭祀系統(tǒng)》項目為背景，該項目的研究目的是解決我國“殯葬改革”中所遇到的一系列問題，為“第二次殯葬改革”提供一個重要方向，其中虛擬現(xiàn)實網(wǎng)上祭祀智能虛擬環(huán)境的構(gòu)建是重要的子課題之一，面向該智能虛擬環(huán)境，本文研究設(shè)計了一種易于實現(xiàn)、具有可擴展性的智能虛擬化身，以智能虛擬化身的行為模型、人機交互為主要內(nèi)容，分別對智能虛擬環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)、智能虛擬化

4、身的自主認知行為模型、合成情感、行為規(guī)劃與控制、人機交互以及用戶意愿與自主認知融合進行了深入研究，給出了相應(yīng)的模型實現(xiàn)方法，具體內(nèi)容包括：
　　 首先，結(jié)合虛擬現(xiàn)實網(wǎng)上祭祀系統(tǒng)的需求，設(shè)計了智能虛擬環(huán)境的總體框架，并建立了基于對象的層次化信息知識模型，對全局環(huán)境信息知識進行了定義，同時，還給出了智能虛擬環(huán)境中Agent定義及其行為分析。
　　 第二，深入研究了情感、動機與行為三者之間的關(guān)系，提出了基于Agent的智能虛擬

5、化身行為模型總體框架，設(shè)計了智能虛擬化身的自主認知行為模型，并對行為建模的關(guān)鍵技術(shù)合成情感及行為規(guī)劃與控制進行了深入的研究，提出了基于情感評價的合成情感過程框架，以及基于簡化包容層次結(jié)構(gòu)的分層行為規(guī)劃與控制機制，并給出了實現(xiàn)方法。
　　 第三，結(jié)合智能虛擬化身既要具備自主認知行為能力，又必須提供簡單、自然的人機交互方式，以便用戶操作，增強應(yīng)用系統(tǒng)智能虛擬環(huán)境沉浸感等需求，在智能虛擬化身自主認知行為模型的基礎(chǔ)上，提出了基于用戶意愿

6、與自主認知融合的交互智能行為模型，從而實現(xiàn)了智能虛擬化身既具備情感、自主行為能力，又具備能引起用戶共鳴的交互智能行為。
　　 最后，利用本文研究成果，基于Virtools三維交互引擎，開發(fā)了一個智能虛擬化身原型系統(tǒng)，介紹了智能虛擬化身幾何模型庫、原子動作庫的創(chuàng)建，背景項目虛擬環(huán)境的搭建等必須的準(zhǔn)備工作，以及人機交互界面的設(shè)計，并通過分析原型系統(tǒng)智能虛擬化身運行效果，對本文所提出模型及相關(guān)方法進行了驗證，結(jié)果充分表明了模型和方法的