● 摘要
人体运动建模和可视化仿真是实现适人化虚拟空间、高度逼真感与沉浸感虚拟环境的重要研究内容。虚拟人是虚拟环境中的一个重要组成部分，虚拟环境中加入人体可视化模型为虚拟环境增添了生命力和活力，提高了用户的参与感；另一方面人体运动仿真是虚拟人与虚拟环境交互的前提，是构建真实感虚拟环境必要的环节，人体运动建模和可视化仿真在为人们解决安全与健康、教育与娱乐等许多实际问题时，提供了新方法。本文综合人体建模仿真领域多种人体运动模型的优缺点，从几何建模和仿真运动控制两方面研究探讨了人体运动实时仿真关键技术。在人体的几何建模方法中，应用改进的表面模型创建人体的几何模型，并比较Bone和Biped骨骼系统，应用更为标准和通用的Biped骨骼系统来创建人体的骨骼层。本文采用运动捕捉数据，关键帧动作编辑以及基于约束的运动数据编辑三种方法来获得人体的动作数据，并建立了人脸面部表情的姿态模型。基于人体几何模型和动作数据，本文采用骨骼变形技术和姿态变形方法，实时驱动人体的运动以及生成面部表情，并以开源三维渲染引擎OGRE为平台，开发了基于参数控制的人体运动仿真平台，实现了人体运动的建模和实时可视化仿真。