手语是聋哑人使用的语言，由手形动作辅之以表情姿势而构成的比较稳定的表达系统，是一种靠动作、视觉进行交流的特殊语言。中国有上千万聋哑人，而手语作为聋哑人的第一自然语言运用非常广泛，因此，通过计算机手段对中国手语进行动画合成表达，不但有助于改善和提高聋哑人的生活学习和工作条件，为他们提供更好的服务，同时也可以应用于计算机辅助手语教学、电视节目双语播放、虚拟人的研究、医疗研究、游戏娱乐等诸多方面。另外，手语合成技术研究涉及到计算机图形学、虚拟现实、数学建模、自然语言分析等多个领域，这种跨领域性和学科的交叉性使手语合成技术研究具有了非常重要的意义。 本论文将结合目前的国内外相关研究，对中国手语的合成中的虚拟人仿真技术、表情动画、肢体语言，以及韵律分析等方面进行深入探索。本文首先介绍了虚拟人建模技术、定义建立的虚拟人模型、说明了VRML虚拟人建模国际标准，然后重点讲述了运动捕获设备和关节动画技术的结合在系统中的应用。考虑到表情、肢体动作和韵律都对手语交流中的含义传递有极大的影响，本文将表情动画技术、肢体语言中的头部运动合成，以及手语韵律建模列为三个关键技术进行研究，我们称之为“手语表达中多模式行为合成”。 本文的贡献在于： 1)阐述了中国手语合成系统的各项虚拟人仿真技术：虚拟人建模技术、运动捕获技术、动画驱动技术。 2)阐明表情在手语表达中的重要地位，对传统表情动画技术进行了归纳总结，然后结合MPEG-4面部动画标准，提出了中国手语合成系统中表情动画技术的研究方法。 3)针对手语交流中的头部运动进行规律分析和合成研究。 4)论证了手语韵律对于手语句子含义表达的重要性，并从真实手语视频中采集运动信息，对手语表达进行了韵律参数研究，提出了基于统计的中国手语韵律模型。