随着计算机应用技术、计算机动画、生物力学、机械学、人工智能等相关学科的发展,虚拟人行为研究的应用范围越来越广泛,包括人体语言感知模型的研究、虚拟环境建模的研究、计算机辅助教学、信息与通信技术、军事仿真等诸多领域,虚拟人技术已经日益广泛的渗透到人们的日常生活当中。虚拟人技术的研究主要围绕着虚拟人几何建模方法和运动建模方法来进行的,本文研究人体的游泳运动控制技术主要包括以下两个方面的内容:虚拟人体的几何建模,虚拟人体的游泳运动建模。当前虚拟人几何建模方法主要采取如下几种几何模型:棒状体模型,表面模型,体模型,多层次模型。由于本文重点在于研究虚拟人体运动控制技术,而运动主要由底层的骨骼驱动,这里只从骨架层对虚拟人进行建模。为了建模的需要,将人体结构简化成23个骨骼和23个关节的连接体,骨骼和关节连接成树形结构。骨骼的父亲和儿子是关节,骨骼可以有零个或多个子关节;关节的父亲和儿子是骨骼,关节只能有一个父骨骼和子骨骼。骨骼在运动中不发生形变,因此我们将人体骨骼系统看成是一个多刚体系统来研究。本文研究的是人体的游泳运动,人体游泳运动是一个周期性的运动,按人体手臂的运动,游泳运动包括拉水、推水和空中摆臂三个时期。根据运动叠加的思想将人体运动细分为4个阶段,然后分别对这四个阶段进行建模,生成游泳运动的关键帧动作。在关键帧求解过程中,使用CCD(Cyclic-Coordinate Descent)算法来解决逆运动学问题,接着采用基于四元素的球状线性插值来对关键帧插值生成中间帧。本文的虚拟人游泳运动路径是手工指定的,路径的拐角处采用了BEZIER样条曲线对人体重心轨迹进行拟合,并引入了步长、步频等特征参数来实现游泳运动姿态的多样化。最后系统运行结果表明采用以上方法能生成流畅的人体游泳运动过程。