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(jì)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(chǎng)景中使用，以重構(gòu)真實(shí)的世界。早在二十世紀(jì)七十年代，計(jì)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(dòng)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(diǎn)。其中，自主

2、化的虛擬人(AutonomousVirtualHuman)是動(dòng)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、多功能感知、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)等多個(gè)學(xué)科，是一個(gè)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(shí)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(shí)還涉及到人體建模

3、與運(yùn)動(dòng)控制方面的成果，具體內(nèi)容如下：要實(shí)現(xiàn)人在三維虛擬環(huán)境中的具有真實(shí)感的再現(xiàn)，不僅要通過(guò)幾何建模模擬人體的外觀，還要通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制逼真地模擬人體的運(yùn)動(dòng)。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(chǎng)景中的特定情況。本文采用模糊邏輯系統(tǒng)(FuzzyLogicalSystem)來(lái)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(guò)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(guò)程中常識(shí)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(huì)交往的過(guò)程中起著決定性的作用。因此，要可信的模擬真實(shí)人之間的社會(huì)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(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(DynamicBayesianNetwork)相結(jié)合來(lái)建構(gòu)自主化虛擬人的情感模型。根據(jù)心理學(xué)理論，對(duì)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(gè)層次，采用動(dòng)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(jiǎn)單行為中，建立了虛擬人依靠肢體語(yǔ)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(duì)策略，通過(guò)各種人性化的姿態(tài)和動(dòng)作表現(xiàn)自身內(nèi)在的情感狀態(tài)和關(guān)注焦點(diǎn)，從而使虛擬人能夠通過(guò)非語(yǔ)言的交流方式(NonverbalCommunication)表現(xiàn)