具有情感的自主化虛擬人關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、虛擬人(virtualhuman或computersynthesizedcharacters)是人在計算機(jī)生成空間(虛擬環(huán)境)中的幾何特性與行為特性的表示。虛擬人研究的最終目的是使虛擬人能夠在任意需要它的虛擬場景中使用，以重構(gòu)真實的世界。早在二十世紀(jì)七十年代，計算機(jī)圖形學(xué)界的研究人員就開始了虛擬人相關(guān)的研究工作。早期虛擬人技術(shù)的研究集中在人體建模和底層動作控制技術(shù)。隨著上述技術(shù)的日趨成熟，行為建模和情感建模成為目前的研究熱點。其中，自主

2、化的虛擬人(AutonomousVirtualHuman)是動態(tài)虛擬環(huán)境的重要組成部分。 虛擬人技術(shù)研究涉及到計算機(jī)圖形學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)、多功能感知、人工智能和虛擬現(xiàn)實等多個學(xué)科，是一個交叉應(yīng)用學(xué)科。本文在提出了將虛擬人和智能體(Agent)相結(jié)合的新方法基礎(chǔ)上，建立了具有欲望、情感和學(xué)習(xí)能力的自主化虛擬人的系統(tǒng)原型，以推廣這一領(lǐng)域的技術(shù)在實際工作生活中的應(yīng)用。文章介紹了作者在這些方面的工作以及取得的進(jìn)展，同時還涉及到人體建模

3、與運(yùn)動控制方面的成果，具體內(nèi)容如下：要實現(xiàn)人在三維虛擬環(huán)境中的具有真實感的再現(xiàn)，不僅要通過幾何建模模擬人體的外觀，還要通過運(yùn)動控制逼真地模擬人體的運(yùn)動。虛擬人的行為建模旨在使虛擬人具有自主感知、智能和行為，并能夠分析和反應(yīng)合成虛擬場景中的特定情況。本文采用模糊邏輯系統(tǒng)(FuzzyLogicalSystem)來建構(gòu)自主化虛擬人的行為模型。在虛擬人進(jìn)行行為選擇的過程中采用模糊邏輯控制，能夠幫助我們表現(xiàn)在人類交往過程中常識性推理和決策制定的內(nèi)

4、在不確定性。 心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的最新研究進(jìn)展表明人類的情感在決策制定和社會交往的過程中起著決定性的作用。因此，要可信的模擬真實人之間的社會交流，首先需要根據(jù)人工心理(ArtificialPsychology)理論構(gòu)造虛擬人的人格-情感模型。本文在所構(gòu)建的虛擬人模糊邏輯行為模型的基礎(chǔ)上，將模糊邏輯系統(tǒng)與動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(DynamicBayesianNetwork)相結(jié)合來建構(gòu)自主化虛擬人的情感模型。根據(jù)心理學(xué)理論，對人格情感模型采

5、取分層建模的方法，形成了人格(Personality)、情緒(Mood)和情感(Emotion)三個層次，采用動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)有效地模擬虛擬人的情緒變化。將自然人的情感姿態(tài)融合進(jìn)了虛擬人的簡單行為中，建立了虛擬人依靠肢體語言的情感交流，使其能夠完成特定的任務(wù)，并且根據(jù)環(huán)境變化采取不同應(yīng)對策略，通過各種人性化的姿態(tài)和動作表現(xiàn)自身內(nèi)在的情感狀態(tài)和關(guān)注焦點，從而使虛擬人能夠通過非語言的交流方式(NonverbalCommunication)表現(xiàn)