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乒乓球比赛虚拟赛场中的虚拟人群建模及绘制

作　者: 史淑娟
导　师: 李蔚清
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 虚拟赛场 虚拟人建模 协同行为建模 粒子系统
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


近年来,随着虚拟现实技术的蓬勃发展,虚拟人在多个领域得到广泛应用。在体育仿真中引入虚拟人技术,构造一个具有高度沉浸感的虚拟赛场环境,能够提高运动训练的针对性,为运动员比赛训练提供技术支持。乒乓球虚拟赛场中的虚拟人群建模及绘制的研究对提高现代运动训练水平有着十分重要的意义。本文首先研究了虚拟人几何建模、运动建模和情感建模的方法,针对乒乓球虚拟赛场中的各类观众特点,进行了虚拟人建模,形成了虚拟人模型库；然后对虚拟人群体建模方法进行了研究,着重研究了群体协同行为建模方法,提出了基于乒乓球赛场环境的观众群体协同行为规则,并进行了仿真实验对其进行验证；本文对虚拟人情绪模型进行了研究,提出了一种基于粒子系统的情绪建模方法。论文分析了虚拟人群实时绘制方法以及碰撞检测问题,基于OSG图形引擎对赛场环境中的各种情况进行了碰撞检测实验,得到了较好的实验结果。采用Delta3D仿真引擎,应用虚拟人群建模及绘制技术设计并实现了乒乓球比赛虚拟赛场系统,实现了逼真的乒乓球比赛虚拟赛场环境。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
图表目录  8-10
1 绪论  10-15
  1.1 研究背景和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 虚拟现实技术在体育仿真中的应用  11-12
    1.2.2 虚拟人技术的研究现状  12
    1.2.3 大规模虚拟人群的应用  12-13
  1.3 本文的内容和论文结构  13-15
2 虚拟观众个体建模  15-35
  2.1 虚拟人几何建模  15-20
    2.1.1 虚拟人几何表示方法  15-16
    2.1.2 虚拟人几何建模的方法  16-18
    2.1.3 虚拟观众的层次化建模  18-20
  2.2 虚拟人运动建模  20-28
    2.2.1 常用虚拟人运动控制技术  21-22
    2.2.2 虚拟人的运动编辑技术  22-26
    2.2.3 骨骼动画技术  26
    2.2.4 基于Cal3D的虚拟人动作库  26-28
  2.3 虚拟人的情感建模  28-31
    2.3.1 虚拟智能体  28
    2.3.2 感知建模  28-29
    2.3.3 情绪模型  29-30
    2.3.4 情感的产生  30-31
  2.4 情感驱动的行为  31-32
  2.5 基于Cal3D和OSG的虚拟人模型组织  32-34
    2.5.1 基本信息的组织  33
    2.5.2 动作控制部分  33
    2.5.3 运动模型的设计实现  33-34
  2.6 本章小结  34-35
3 虚拟观众群体建模  35-51
  3.1 虚拟群体的行为  35-45
    3.1.1 虚拟群体协同行为建模  35
    3.1.2 组织关系的建立  35-36
    3.1.3 组织协同行为产生规则  36-38
    3.1.4 随机行为  38-39
    3.1.5 群体行为的实现  39-40
    3.1.6 实验与分析  40-45
  3.2 行为驱动的音效集成  45-46
  3.3 基于粒子系统的情绪模型的研究  46-50
    3.3.1 情绪空间  46-47
    3.3.2 情绪模型的系统结构  47
    3.3.3 情绪粒子  47-48
    3.3.4 情绪粒子的产生  48-49
    3.3.5 情绪粒子的运动  49
    3.3.6 情绪粒子生命和强度的衰减  49-50
  3.4 本章小结  50-51
4 虚拟人群的实时可视化绘制  51-64
  4.1 常用绘制方法  51-53
    4.1.1 层次细节简化算法  51-52
    4.1.2 基于图像的显示方法  52-53
    4.1.3 基于点采样的方法  53
  4.2 虚拟赛场复杂场景的实时绘制  53-57
    4.2.1 图形引擎Delta3D简介  53-54
    4.2.2 赛场基本要素调查  54
    4.2.3 比赛环境和场馆建模  54-55
    4.2.4 场景的绘制  55-57
    4.2.5 观众的绘制  57
  4.3 虚拟人碰撞检测技术  57-63
    4.3.1 常用碰撞检测方法  57-58
    4.3.2 碰撞检测算法  58-59
    4.3.3 基于OSG的碰撞检测  59-63
  4.4 本章小结  63-64
5 乒乓球虚拟赛场系统设计及实现  64-74
  5.1 系统总体设计  64-66
    5.1.1 系统组成  64-65
    5.1.2 虚拟人模型库  65-66
  5.2 情感处理部分  66-68
    5.2.1 赛场比赛情况模拟  66-67
    5.2.2 情感计算模块  67-68
  5.3 赛场显示部分  68-72
    5.3.1 虚拟人群绘制  69-70
    5.3.2 虚拟人群动作执行  70-71
    5.3.3 虚拟场景三维音效集成  71-72
  5.4 本章小结  72-74
总结和展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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