随着虚拟现实技术和计算机动画的快速发展,虚拟人作为用户在虚拟空间的化身,得到了人们的广泛关注,我们可在虚拟试衣、QQ3D秀、虚拟训练、人机工效学分析软件(如Jack、Ramsis)中看到它的身影。虚拟人建模作为虚拟人技术的重要组成部分,它主要解决如何有效地将人体的几何特征进行数字化表示的问题。现有的方法主要是利用人体解剖切片、图像、视频序列、三维扫描等数据进行人体建模。得到逼真的人体模型。但这些方法表示的人体模型中存在着大量的繁冗信息,使其很不利于对虚拟人进行实时运动控制及应用。因此,如何使用少量的数据点构建出一个逼真的、可实时运动编辑及控制的三维虚拟人体模型是本文研究的重点。本文的研究目标是提出一种基于国标人体测量学数据的三维虚拟人建模方案,实现由底层的关节模型驱动表层的皮肤网格运动、形成真实自然的虚拟人动画。首先,对GB10000-88的人体测量学数据进行数理分析,选取了处于18～60年龄段第50百分位的19个男性人体的形态特征参数,作为虚拟人建模的标准数据；其次,通过3ds Max软件进行拓扑建模,构造出虚拟人的皮肤网格模型；然后,通过对人体关节的层次化分析,建立了关节链结构,并结合关节的运动约束,使用几何层级建模方法,构建了可实时编辑与控制的关节运动模型；最后,将关节模型与皮肤网格数据进行匹配,同时与关节的影响范围、权值计算和四元数球面混合插值技术相结合,实现了动态的关节结构与静态的皮肤网格融合为一个双层虚拟人模型。实验结果表明,所建的具有国标人体测量学数据特征的虚拟人模型,不但具有相对逼真的外形,还可实现虚拟人的实时运动及皮肤变形。同时验证了所提方案的合理性、有效性和可控性,有利于对虚拟人角色进行建模、皮肤变形和实时运动仿真。