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计算机应用技术已经从最早的科学计算发展到现在的多学科、多领域的交叉集成,并推动了新兴学科——虚拟现实技术的不断发展。其中,虚拟人动画技术已经成为虚拟现实技术中最重要的研究课题之一。虽然计算机图形学、运动学、动力学和物理学等多种技术的有效结合使得我们可以在PC机终端模拟出逼真的动画效果,然而,这些技术却不能从根本上解决虚拟现实中虚拟人动画的可信度问题。因此,基于心理学的个性情感模拟技术在最近几年中逐渐成为研究的热点问题。
将人所特有的性格和情感特征融入虚拟人动画将有助于提高动画的可信度。基于这样的考虑,本论文针对紧急状态下虚拟现实环境中的虚拟人行为动画模拟问题,通过建立虚拟人个性模型、情感模型和情绪模型将真人才能具备的性格和情感赋予虚拟人以体现其性格特征和感情状态,并通过建立感知模块来 中所发生的事件对周围虚拟人产生的刺激。在此基础之上,本论文依据现实世界中人类对周围环境的反应过程,设计了虚拟人的感知和行为产生流程:虚拟环境中发生的事件产生刺激信号,该信号会被虚拟人接收;之后根据虚拟人的性格特征及其在虚拟场景中的位置特点经过计算形成感知结果;感知结果在个性模型、情感模型和情绪模型的共同作用下促使虚拟人生成新的情感;基于这种情感状态的变化虚拟人相应的改变其行为动作。整个流程是对现实世界感知过程的一种简单抽象,亦是人类行为产生过程的一次完整体现。本论文利用建模技术和映射方法实现上述流程,并完成原型系统的建立,将该原型系统应用在虚拟现实系统中可以实现对每一个虚拟人进行快速的情感计算并以此来合成新的动作。在最终的动画效果中可以体现出具有不同个性的虚拟人不同的情感和行为动作的变化。通过实施这种高层动画控制方法不仅能够提高虚拟人动画的可信度,而且为模拟大规模人群动画建立了良好的基础。