虛擬人技術(shù)及應(yīng)用

第1章 概述
1.1 引言
1.2 應(yīng)用領(lǐng)域與分類
1.3 研究內(nèi)容
1.3.1 虛擬人體建模
1.3.2 虛擬人運動控制技術(shù)
1.3.3 虛擬人群仿真
1.3.4 虛擬感知與情感計算
1.4 小結(jié)
參考文獻
第2章 參數(shù)化虛擬人體建模技術(shù)
2.1 空間幾何變形技術(shù)
2.2 人體測量與特征參數(shù)
2.2.1 人體形態(tài)測量
2.2.2 建模特征參數(shù)選擇
2.3 模板的選取與參數(shù)化
2.3.1 測量平面的定義
2.3.2 長度信息的提取
2.3.3 圍度信息的提取
2.4 基本變形建?？刂品椒?br /> 2.4.1 軸變形原理
2.4.2 增加徑向控制的擴展軸變形
2.5 控制體的構(gòu)造與變形建模
2.5.1 長度變形控制
2.5.2 圍度變形控制
2.5.3 變形建模
2.6 變形網(wǎng)格自適應(yīng)細分
2.7 實驗結(jié)果
參考文獻
第3章 基于骨架驅(qū)動的虛擬人皮膚網(wǎng)格變形動畫技術(shù)
3.1 相關(guān)工作
3.1.1 頂點動畫
3.1.2 骨架子空間變形技術(shù)
3.1.3 結(jié)合姿態(tài)空間的變形優(yōu)化
3.1.4 嵌入輔助關(guān)節(jié)的骨架子空間變形
3.1.5 引入FFD中間體的變形方法
3.1.6 變換矩陣混合技術(shù)
3.1.7 骨骼混合算法
3.2 改進的骨骼混合算法
3.2.1 四元數(shù)與單位四元數(shù)插值
3.2.2 角色骨架結(jié)構(gòu)與運動表示
3.2.3 基于旋轉(zhuǎn)四元數(shù)球面線性插值的骨骼混合算法
3.2.4 運行時皮膚網(wǎng)格頂點的軸心校正
3.3 插值預(yù)計算性能優(yōu)化
3.3.1 單位四元數(shù)量化索引表的生成
3.3.2 構(gòu)造單位四元數(shù)插值表
3.3.3 單位球剖分與算法驗證
3.3.4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)運算的進一步優(yōu)化
3.4 皮膚網(wǎng)格頂點法向量的動態(tài)更新
3.5 實驗結(jié)果
參考文獻
第4章 虛擬人運動建模技術(shù)
4.1 基于運動學(xué)的建模技術(shù)
4.2 基于動力學(xué)的建模技術(shù)
4.3 基于物理的建模技術(shù)
4.4 面向人機工程仿真的人體運動建模
4.4.1 基于逆向運動學(xué)的人體運動控制
4.4.2 基于運動捕獲數(shù)據(jù)的運動重定向
附錄A MATCHINFO文件說明
附錄B HTR文件說明
參考文獻
第5章 基于運動編輯的虛擬人體運動合成
5.1 運動編輯
5.1.1 運動編輯的概念、必要性與難點
5.1.2 運動編輯技術(shù)的研究現(xiàn)狀
5.2 運動編輯的基本操作
5.2.1 人體運動的表示
5.2.2 運動連接
5.2.3 運動混合
5.2.4 運動位移映射
5.2.5 運動信號處理
5.2.6 運動重定向
5.3 運動路徑編輯
5.3.1 運動路徑抽象
5.3.2 利用多層次B樣條提取原始運動路徑
5.3.3 運動路徑編輯
5.4 從運動捕捉數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵幀
5.4.1 四元數(shù)之間的距離
5.4.2 從運動捕捉數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵幀
5.4.3 重建動畫
5.4.4 實驗結(jié)果
5.5 運動編輯系統(tǒng)Eidolon的設(shè)計與實現(xiàn)
5.5.1 Eidolon的體系結(jié)構(gòu)
5.5.2 類層次與主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
5.5.3 運動數(shù)據(jù)文件解析
5.5.4 界面設(shè)計
附錄A 四元數(shù)及其運算
附錄B Ca13D
參考文獻
第6章 虛擬人步態(tài)模型研究
6.1 概述
6.1.1 步態(tài)研究的概念和難點
6.1.2 步態(tài)研究的技術(shù)現(xiàn)狀
6.2 步態(tài)的運動表示
6.2.1 步態(tài)運動學(xué)分析
6.2.2 運動數(shù)據(jù)表示方法
6.2.3 基于矢狀面仰角的步態(tài)數(shù)據(jù)表示
6.2.4 基于矢狀面仰角的步態(tài)周期圖譜
6.2.5 步態(tài)模型的基本思想
6.3 步態(tài)的運動生成
6.3.1 運動學(xué)模型
6.3.2 步態(tài)數(shù)據(jù)集
6.3.3 矢狀面仰角約束
6.3.4 矢狀面仰角到關(guān)節(jié)角的映射機制
6.4 步態(tài)參數(shù)控制
6.4.1 步態(tài)參數(shù)分類
6.4.2 高層參數(shù)與底層參數(shù)
6.4.3 高層控制參數(shù)
6.4.4 底層驅(qū)動參數(shù)
6.5 面向服裝展示的虛擬人步態(tài)模型研究
6.5.1 虛擬人的步態(tài)模型驗證模塊
6.5.2 系統(tǒng)構(gòu)建
參考文獻
第7章 面向人機工程的虛擬人生物力學(xué)模型
7.1 面向人機工程仿真分析的人體生物力學(xué)模型
7.1.1 面向人體測量學(xué)應(yīng)用的模型
7.1.2 用于碰撞實驗的模型
7.1.3 面向人機工程分析評價的人體生物力學(xué)模型
7.2 基于生物力學(xué)的人體幾何建模
7.2.1 人體骨骼模型的層次結(jié)構(gòu)及幾何表示
7.2.2 肌肉幾何建模
7.2.3 模型應(yīng)用
7.3 基于生物力學(xué)的虛擬人體外力模型
7.3.1 建立外力模型的先決條件
7.3.2 外力模型求解方法
7.3.3 結(jié)果分析
7.4 基于生物力學(xué)的虛擬人體肌肉力預(yù)測模型
7.4.1 基于Hm的肌肉三元素模型
7.4.2 靜性收縮狀態(tài)下的肌肉力預(yù)測模型
7.4.3 動性收縮狀態(tài)下的肌肉力預(yù)測模型
7.4.4 實驗驗證
7.5 模型驗證
7.5.1 原型系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
7.5.2 實例分析
附錄A 人體主要骨骼肌拓撲結(jié)構(gòu)
附錄B 質(zhì)量、質(zhì)心、轉(zhuǎn)動慣量對體重、身高的二元回歸方程系數(shù)表
附錄C 人體主要骨骼的力學(xué)特性
附錄D 肌肉生理橫截面面積(PCSA)
附錄E 上肢及肩部肌肉力預(yù)測模型組成
參考文獻
第8章 基于智能個體的群體文化活動復(fù)原
8.1 概述
8.2 智能個體
8.2.1 智能行為決策
8.2.2 感知建模
8.2.3 行為規(guī)劃與實現(xiàn)
8.2.4 隨機行為
8.3 基于自主交互的群體文化活動重建實例
參考文獻