交互式虛擬人運動生成的控制算法研究.pdf

1、隨著體育訓(xùn)練、軍事作戰(zhàn)、工程測試、計算機游戲以及影視娛樂等行業(yè)對人體動畫需求的日益增加，人們不僅要求虛擬人的運動高度真實，而且希望虛擬人能靈活地與外界交互并具有智能。本文以生成交互式的真實感虛擬人運動為主要研究內(nèi)容，分別對虛擬人運動的混合驅(qū)動方式、平衡和保護動作生成、用戶控制的虛擬人運動、目標導(dǎo)向的運動合成等方面進行了較為深入的研究，提出了相應(yīng)的算法和實現(xiàn)方法，具體研究內(nèi)容包括：
　　 提出一種結(jié)合運動捕獲數(shù)據(jù)驅(qū)動和動力學(xué)模擬的

2、混合控制算法。本算法采用了兩個并行計算進程，通過恢復(fù)運動數(shù)據(jù)集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，并根據(jù)虛擬人的恢復(fù)動作策略，借助該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對運動數(shù)據(jù)庫做預(yù)分類，有效地降低了后續(xù)的搜索范圍。實驗結(jié)果表明，本算法可以驅(qū)動虛擬人在兩種運動控制方式之間實現(xiàn)靈活的切換。
　　 提出一種虛擬人運動中受擾的平衡保持和保護動作生成算法。本算法能快速檢測虛擬人在運動中的平衡狀態(tài)，并在虛擬人有摔倒傾向時驅(qū)動虛擬人采取自主的保護動作以減少倒地對身體造成的傷害。實驗

3、結(jié)果表明，本算法設(shè)計的平衡保持和保護動作控制器適合應(yīng)用在交互式游戲及其他實時人體動畫生成中。
　　 提出一種基于運動片斷的交互式虛擬人運動生成算法。本算法采用支持向量機預(yù)測用戶未來的輸入信號，并生成控制策略表，能快速選擇最優(yōu)的下一個運動片段并生成最終的交互式人體動畫。實驗結(jié)果表明，本算法可以獲得較高真實感的交互式人體動畫，并且控制策略生成的時間-空間開銷均較低。
　　 提出一種目標導(dǎo)向的虛擬人運動片段優(yōu)化搜索和控制算法。