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虚拟人运动规划是虚拟现实一个热门研究课题,在影视、游戏、军事等领域有广泛的应用前景。面向用户交互的虚拟人运动是该方向一个重要的研究分支,以自然语言作为交互输入,可以极大地增强虚拟系统的智能性与交互性,对于改善用户的操作体验以及视觉感知有着重要的意义。本文针对该方向主要做了以下四个部分内容的研究: 首先,研究基于数据驱动的虚拟人运动控制方法。分析了虚拟人骨架模型的数据结构与姿态更新方法,讨论了骨架模型FK与IK的两种运动学原理,采用四元数进行旋转插值计算以避免欧拉角的万向节死锁现象。 其次,研究多控制器混合控制算法。通过协调器调度多个控制器输出以运动混合的方法进行融合。为每个控制器创建独立的复制体,复制体经过多级混合输出将最终姿态应用于虚拟人,使虚拟人能够同时拥有多个控制器的输出特征。 再次,研究基于导航网格的路径规划算法。介绍约束Delaunay三角网的生成与局部障碍间可通过性判断的方法,结合A*算法与切线漏斗算法搜索到场景中的一条高质量、无碰撞的局部最短路径。 最后,研究用户利用文字控制多角色的交互方法。将虚拟人运动控制器与路径规划集成为高层行为,使用文字-行为树的方法,能够快速解析用户输入的文字段,生成事件列表,并根据时间逻辑关系生成行为树,控制多个虚拟人准确地展现文字描述的行为过程。