虚拟人情绪行为动画模型

近年来 ,虚拟人行为动画已经成为计算机动画一个新的分枝 ,已往的研究多集中在虚拟人局部的情绪表达动画方面 ,如脸部动画 ,而对于给定的虚拟场景 ,则尚未考虑情绪产生的原因 .情绪是虚拟人和虚拟环境交互作用的结果 ,然而在计算机动画领域 ,虚拟人的情绪至今尚未得到清楚的描述 .为此 ,依据心理学的理论 ,提出了虚拟人情绪行为的动画模型 ,即 ,首先提出了情绪集合和情绪表达集合的概念 ,并建立了从情绪状态到情绪表达之间的映射 ;其次 ,着重分析了情绪产生的原因 ,并引入了情绪源的概念 ,如果一种情绪刺激的强度大于情绪的抵抗强度 ,那么这种情绪就会产生 ;此外 ,情绪状态可以采用有限状态机来描述 ,据此提出了情绪的变化流程 ;最后 ,在微机上通过调用 Microsoft Direct3D API,实现了虚拟人的情绪行为动画     

虚拟人动机驱动的自主情绪模型研究

模拟虚拟人的各种情绪计算模型在很多领域具有重要意义,一个可信的虚拟人不仅要有3维几何形状,而且也要具有自主的情绪。基于已有的情绪模型研究,建立了一种新的基于动机驱动的自主情绪模型。根据心理学和认知科学,提出了虚拟人的认知结构,该结构集成了知觉、情绪、心境、个性和行为。构建了内部动机和外部刺激的一种形式化描述,基本情绪强度可以采用这种模型来计算,而情绪状态是各种基本情绪状态的合成。为了实现情绪的自适应,提出了情绪的增强学习方法。在微机上实现了一个包含虚拟人的3维虚拟场景,这种新的情绪模型能够使虚拟人的自主情绪表现更加可信,实验结果表明了该方法是有效的。     

一种虚拟人追逐过程中的情绪博弈模型

追逐行为在人类社会生活中十分常见,模拟追逐过程中的情绪变化,有助于揭示情绪和运动的关系.在借鉴博弈论的基础上,研究了虚拟人围绕障碍物追逐的情绪博弈模型,依据追逐的剧情,拟定了虚拟人的情绪强度公式,定量描述了虚拟人的速度和体力的变化,提出了追逐过程中虚拟人情绪博弈策略.采用OpenSceneGraph图形库实现了虚拟人追逐动画,实验结果表明,该模型能很好地模拟追逐中虚拟人情绪的变化规律.     

一种面向交易过程的虚拟人情绪模型

虚拟人在电子交易中具有重要的应用价值,但现有交易模型对情绪因素考虑不足。为此,建立一种面向交易过程的虚拟人情绪模型,该模型综合虚拟人的情绪和个性。引入概率函数表述交易过程中的信息不确定性,构建情绪公式。仿真实验结果表明,该情绪交易模型能够反映现实中交易的规律,较好地模拟实际交易过程。     

基于流演算的智能虚拟人模型研究与实现*

在研究流演算理论及其实现语言FLUX的基础上,将流演算与虚拟现实技术中的虚拟人相结合,提出了一个基于目标驱动的、有自主行动能力的虚拟人模型。设计了动作检测模块,同时使用了动作队列,根据动作检测的结果来决定是否执行下一个动作,使虚拟人可以针对动态变化的虚拟环境进行有效的行动规划。利用此模型可以快速构建出一个在不完全可知的虚拟环境中通过感知到的有限信息进行实时的、自主行动推理的智能虚拟人。最后,实现了办公室场景中智能虚拟人行动推理系统。     

情绪建模与情感虚拟人研究

以人工心理和基本的情绪理论为基础，在三维情绪空间中将个性和OCC模型相结合，建立了一个情绪模型。并将此模型作为情感核心，采用VB和Viavoice、科大讯飞以及TalkingShow应用软件尝试实现了一个情感虚拟人。这个情感虚拟人不仅具有学习、记忆能力，而且具有情感交互能力。     

智能虚拟环境中主体的情感计算研究

为了在智能虚拟环境中赋予主体情感能力,提高其逼真度及人机交互的自然性,并且兼顾虚拟环境的实时性要求,以心理学中的基本情绪理论和认知评价理论为依据,模拟推理规则为基础,提出了一种情绪产生器模型。该模型首先根据模糊IF-THEN规则制定情绪激发条件规则,进而推理得出“情绪因子”;然后建立了一个受情绪因子、个性及前一时刻的情绪状态制约的非线性函数,用来生成当前情绪及计算情绪强度。仿真结果表明,模型较符合人类的基本情绪状态的产生、迁移及衰减规律,在一定程度上体现了人类情绪的模糊性和非线性,而且易于机器实现。     

基于动机模型的自主性虚拟人行为选择研究

自主性虚拟人的研究是人工生命和计算机动画交叉融合的新领域.但是由于人的心理活动是一个整体的过程,动机、感知等这些参数都是互有联系和影响的,目前的研究仍然只是局部和有限的.借鉴马斯洛理论,基于动机模型框架提出一种简化的抑制和疲劳模型控制的虚拟人自主行为选择机制,实验结果表明,该方法较好地解决了在资源有限的动态虚拟环境中,虚拟人如何在多个相互抑制的行为之间对行为进行仲裁和选择.经实验证明,该研究可以应用于智能交互领域.     

学习情绪研究在远程教学系统中的应用探索

将学习情绪的研究应用到远程教学系统中.针对传统智能教学系统在情感方面的缺陷,介绍了远程教学系统的设计,智能教学系统的模型.该系统主要由情绪模型、认知模型、交互模型、教师模型和学生模型等主要模块构成.概括论述了人脸检测和面部表情识别的一般方法,人机情感交互系统过程和情感模型的建立流程.综合OCC情绪模型和具有反向情绪的二维情绪模型提出了一种新的适合学习情绪研究的情感建模方法,实现远程教学中认知和情感的交互.     

情绪和动机驱动的虚拟人自适应感知模型

通过引入注意力机制,以愉悦度、激活度、优势度(PAD维度)观测模型为理论基础,以OCC(Ortony-CloreColins)情绪模型为情绪选择范围,提出一种适用于3D动漫游戏的虚拟角色多通道自适应感知模型.该模型侧重于研究情绪状态对虚拟角色动态感知和动机的影响,考虑生理状况(体力)对感知的影响,通过行动、评估、行动周期模型驱动虚拟人的感知和动机,并以有限状态机实现虚拟人在不同需求下的情绪转换.最后设计并实现了一个基于本模型的虚拟人寻找目标物的原型系统.实验结果表明,文中模型能在较大程度上保持游戏的高可信性、趣味性和沉浸感.     

基于语义虚拟环境的虚拟人动画研究与实现*

现有虚拟环境建模（如VRML/X3D）主要集中在几何图形的描述,所显示的虚拟场景对于人是可理解的,但对于计算机是不可理解的,因而难以作有意义的自动处理。基于语义Web设计了一个语义虚拟环境（主要包括语义虚拟场景和语义虚拟人）,并设计了基于语义虚拟环境的虚拟人动画引擎。语义虚拟环境使得计算机能够理解和自动处理虚拟环境的语义信息,并且使得虚拟环境系统具有可重用性、可扩展性和可集成性。最后,在语义虚拟环境和虚拟人动画引擎的基础上开发了一个办公室场景中智能虚拟人行动推理的系统,取得了很好的效果。     

虚拟维修中虚拟人的动作模型设计

提出了一种基于维修任务分解的虚拟人动作模型设计方法,将虚拟维修任务分解为三个过程,建立了三个相应的维修动作层次化模型,阐述了维修动作的分类与设计,并将维修动作模型应用到了虚拟维修过程中.实验结果表明,基于维修任务分解的虚拟人动作模型可以有效地将虚拟人技术应用到虚拟维修中,大大提高了虚拟维修的逼真性.     

基于Q学习的虚拟人自适应感知系统建

在现代计算机游戏的设计中,建立具有感知行为可信的虚拟人是至关重要的。以往的研究中,虚拟人的感知范围往往是固定的。提出了一种基于Q学习的虚拟人自适应感知模型,虚拟人可以通过对环境中感知对象的评价来动态确定感知范围,并在微机上实现了一个虚拟人找药的原型系统。实验结果表明,该模型能使虚拟人的感知行为具有可信性。     

基于Multi-Agent的人机环境仿真设计系统

提出了用于制造过程仿真和人机工程分析的多Agent智能设计系统。基于模糊多目标决策理论建立了虚拟人自适应作业行为仿真模型。在虚拟环境中,智能化的虚拟人能自主完成作业任务的仿真,优化自身的工作状态,同时提供人机工程的评估结果。通过仿真实验,证明了所用技术的可行性。     

建立Avatar感知能力与自主行为选择模型的新方法

在人脸重构系统与智能虚拟环境系统的研究基础上,提出了一种基于Agent的建立虚拟人感知能力与行为选择模型的新方法。该方法把虚拟人(Avatar)当成一个Agent,它在虚拟场景中能够识别三维物体以及利用传感器计算物体的运动方向。Avatar的行走采用骨架模型来进行仿真,并且其行走行为由七个基本动作行为组成。实验结果显示新方法是具有较好的效果。     

一种基于自由空间法的虚拟人行走规划方法

本文提出了一种基于自由空间法的虚拟人行走规划方法。该方法以虚拟环境的表示为基础,首先将虚拟环境离散化成为环境图;然后用启发式A＊搜索算法进行路径搜索,产生从初始位置到目标位置的最优路径,引导虚拟人对环境进行漫游;最后设计实现了一个仿真演示实例。仿真结果表明,所提算法简便易行,能够满足虚拟人在复杂环境下导
航和漫游的要求。     

一种虚拟人导航运动的路径规划算法

提出了一种虚拟人在复杂的3D障碍环境中根据导航目标快速进行最优路径规划的算法,该算法以使用栅格法表示虚拟环境为基础。首先,将虚拟环境中虚拟人高度范围内所有障碍物的几何形状映射到一个离散的2D位图,并对障碍物进行“膨胀”;然后,使用提出的算法规划出一条从初始位置到目标位置的最优路径,引导虚拟人在虚拟环境中进行导航运动。该方法可以在较少的内存代价和计算代价的情况下,快速规划出从虚拟人目前位置到目标位置的最优路径,算法的可行性和有效性经过实验验证。     

交互分析模型在协作虚拟环境中实现动态兴趣管理

目前，许多传统的协作式虚拟环境应用主要采用Grid和Locale概念来实现虚拟环境中用户的兴趣管理．但是，当其应用在基于虚拟人的社交性协作仿真时，这些基于位置的兴趣管理方法具有一定的局限性．针对社交性协作仿真这一类虚拟环境应用，提出一种新的在协作虚拟环境中采用动态交互分析的兴趣管理模型．首先定义了兴趣网络和兴趣矩阵的概念；然后描述了交互分析方法，通过该方法来实时分析虚拟人的兴趣焦点；最后在该模型的基础上实现了一个原型虚拟环境系统，并演示了该模型在优化场景绘制和协同感知上的作用．     

一种在多用户虚拟环境中的动态交互分析感知模型

1.引言 协作式虚拟环境(CVE)日益广泛地被用于军事和工业协作,协同设计和游戏等.其中多人共享的虚拟环境成为最关键和最有潜力的应用方向.虚拟人(virtual human)是人在计算机生成空间(虚拟环境)中的几何特性与行为特性的表示,是多功能感知与情感计算的研究内容.可以广泛应用于人机交互、运动表示、人机功效、视频压缩、游戏娱乐、军事训练、数字图书馆等领域.     

虚拟环境中虚拟化身的设计与实现

虚拟人是虚拟现实中一个重要的组成部分。虚拟人正在越来越多的被应用于不同的领域,比如军事领域、生物工程、模拟急救紧急事件和虚拟导游。虚拟人的建模需要考虑不同抽象层次上的问题。为了增加在虚拟旅游中的导航帮助和用户在虚拟环境中的沉浸感,在虚拟环境中设置虚拟导游是一种理想的选择。本文主要对目前构建虚拟人过程中用到的主要方法进行分析总结,并提出构建具有虚拟导游行为特点的虚拟人的想法。