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。     

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     

虚拟人情绪模型研究的现状和问题

情绪体验能够有效地提高虚拟现实系统用户的兴趣,虚拟人的情绪设计正成为构建虚拟环境的一项核心技术,目前的虚拟人情绪模型仍然处于初级阶段.综述了情绪模型的研究,讨论了情绪模型尚未解决的问题.根据情绪模型相关研究和认知科学的成果,提出了建立虚拟人情绪模型的一种新思,其目标是提高虚拟人情绪设计的效率,虚拟人的情绪状态通过情绪模型来控制,虚拟人可以具有感知、动机、情绪、个性,并可在虚拟环境中表现出恰当的自主情绪.情绪设计软件可以融合软计算理论和人机交互技术,为建立人性化的图形界面提供一种高效工具.     

基于反馈控制的自主虚拟人感知模型

提出了一种基于反馈控制的自主虚拟人感知模型.该模型首先使用感知过滤器模拟人类器官感知限制, 然后设计了环形队列存储感知对象的相关信息来模拟人类的记忆功能,进而利用感知和记忆的结果,对感知过滤器 的各项参数进行反馈控制,从而体现感知结果对感知过程的影响.实验结果表明,基于反馈控制的感知模型不仅能够 较好地体现人类感知系统的特性,而且能够为自主虚拟人行为控制和决策提供更为真实的环境信息.     

基于反馈控制的自主虚拟人感知模型

提出了一种基于反馈控制的自主虚拟人感知模型.该模型首先使用感知过滤器模拟人类器官感知限制,然后设计了环形队列存储感知对象的相关信息来模拟人类的记忆功能,进而利用感知和记忆的结果,对感知过滤器的各项参数进行反馈控制,从而体现感知结果对感知过程的影响.实验结果表明,基于反馈控制的感知模型不仅能够较好地体现人类感知系统的特性,而且能够为自主虚拟人行为控制和决策提供更为真实的环境信息.     

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。     

情境感知驱动的移动设备自适应用户界面模型

为降低移动设备控制与对话中的用户认知负荷和操作难度,采取基于情境感知的自适应人机交互策略,分析其中的交互机制和可视化形式,建立用户界面模型指导界面设计和原型构建。该模型制定了原始情境数据的分类感知方式、作用机制和结构化组织形式,设定不同的自适应控制策略和情境触发规则,对自适应交互状态转移过程进行约束。形式化定义自适应过程中的界面模式及其转换函数,并提出重构、替代、几何变换、过滤和推送等具体可视化表达形式。根据用户反馈信息选取显性和隐性评价指标,构造评价函数评估自适应效果,对自适应机制进行相应调整与优化。应用此模型进行自适应手机名片夹界面的视觉设计和原型开发,测试结果表明,自适应界面能有效提高用户操作效率和主观满意度,进一步验证了模型的可行性与有效性。     

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.     

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.     

基于知网的虚拟人情感建模研究

虚拟人及其和谐交互技术是当前信息科学和生命科学研究的热点。情感信息处理是人工智能和认知科学研究一直关注的问题。本文将研究基于知网的虚拟人情感模型,该模型由冷静、愤怒、快乐、悲伤、放松和恐惧六个维度组成六维空间。通过实例模拟表明,此模型可以很好地对人类的情感进行仿真。     

足球比赛仿真中虚拟人的感知建模研究

感知建模是虚拟人足球比赛仿真行为建模的一个重要部分,直接影响着虚拟人的行为决策.根据虚拟球员的注意力聚焦规律、视觉生理特点,提出了一种基于注意力聚焦机制的虚拟球员的智能化感知模型,包括虚拟视觉、虚拟听觉和感知聚焦器.在几何视觉模型基础上建立了虚拟视觉模型,采用包围盒技术设计了视野感知器,障碍物感知器采用人工势场法计算出虚拟球员的避碰情况下的视觉方向;根据足球比赛中球员的行为特点,设计了感知聚焦器.实验结果表明该模型是可行的.     

虚拟情感人建模与实现技术研究

提出虚拟人的人工情感模型,并以模型输出的情绪向量对应人脸表情变化特征点,再由3DSMAX工具生成人脸模型,定义其各个与表情相关的特征点,并将其读入OpenGL中,再通过ViSual C++进行控制.通过实验仿真实现人工情感模型对人脸表情的实时驱动.结论表明,情感模型的建立,实现计算机更加智能、友好和更有能力,与表情表达相结合,实现人类与计算机能更好的交互.     

由正交图像造型三维个性化虚拟人体模型

基于正、侧、背面4幅正交人体图像,变形模板人体模型后得到带服饰纹理的个性化虚拟人．以截面环为基本几何元素,给出了模板人体模型的生成和变形方法,建立了截面环和三维人体骨架之间的内在关联;自动提取图像上的人体特征点,生成二维图像上的人体骨架;由三维人体骨架和二维图像上人体骨架之间的对应关系,建立截面环和人体图像之间的对应关系;从人体图像上获取截面环的形状参数,通过参数化变形截面环得到个性化的虚拟人体模型．与已有方法相比,该方法建立在基于特征的参数化框架之上,变形更容易控制,消除了三维模型和二维图像之间对应的不确定性,避免了人体变形中的自交现象,效率高、真实感效果较好．     

虚拟人皮肤建模技术研究概况与展望

总结了国内外虚拟人皮肤建模技术的研究概况,从逼真性角度将传统的研究方法分为两层结构法和物理结构法两大类进行描述与分析;对各种皮肤建模方法特别是物理结构法进行了概要分析.最后展望了虚拟人皮肤建模技术的几个发展方向.     

虚拟人几何建模及运动控制方法的研究

对目前虚拟人几何模型建市的几种常用方法进行了阐述,并对它们的优缺点进行了对比分析,同时对走步、跑步等几种典型的运动的控制方法进行了概述和对比研究.     

一种视频驱动的三维虚拟人动画实现方法

研究实现三维人体动画具有广泛的应用前景和实用意义,提出了一种二维视频驱动的三维人体动画实现方法。基于动态帧的关键帧提取算法从二维视频中构建了二维关键帧集合;基于二维关键帧构建二维人体骨骼模型;利用小孔成像原理和勾股定理计算得到关节特征点的深度坐标,从而得到了反映人体动画的三维数据。实验结果表明,该方法生成的三维人体动画形象逼真、成本低、提高了运动生成的实时性,能够应用于虚拟现实、计算机游戏、三维视频游戏制作等领域。     

虚拟未建模动态补偿驱动的双率自适应控制

工业换热过程是蒸汽与循环水在换热器中进行热交换,使供水温度达到工艺规定的目标范围内的复杂工业过程.由于存在蒸汽压力、回水流量波动以及换热器内管壁结垢的扰动,导致被控对象模型参数发生未知随机的大范围变化,使控制器积分作用失效,造成内环蒸汽流量和外环供水温度波动,相互影响,甚至谐振.针对上述问题,利用工业换热过程运行在工作点附近的特点,用确定性低阶线性模型和虚拟未建模动态来描述被控过程.将自适应信号法与双率控制技术相结合,提出了以蒸汽流量为内环输出、以供水温度为外环输出的双率自适应控制器,并给出了该控制器的稳定性和收敛性分析.本文将工业换热过程机理模型作为被控对象,进行了半实物仿真.结果表明,对于工业换热过程,在模型参数大范围变化时,本文提出的控制方法可以将供水温度控制在工艺要求的目标范围内.     

人机任务仿真中虚拟人行为建模及仿真实现

提出一种采用高级智能对象(ASO)的建模方法,实现虚拟人的行为建模。首先, 引入 ASO 的概念,对交互特征中的交互元素、交互部位及对象动作进行定义,并对交互动作进 行分类;其次,提出了对象驱动方法,解决由虚拟对象作为主动体动作而导致的虚拟人作为被 动体的运动计算问题,实现对象以交互特征为主的建模;最后,根据人机任务需要对虚拟人的 基本行为动作进行分析,选择常用的 4 种基本动作,对其进行定义并进行动作组合,给出以交 互元素为主的位姿、手型的计算方法,实现了行为建模并进行仿真实现,解决了任务仿真中的 交互量大问题,使仿真结果具有重用性。并以飞机装配的手工铆接仿真为例对方法进行验证。     

Modeling Emotions and Reason in Agent-Based Systems

We analyze how to develop an agent-based system in which agents evolve co-evolutionary endogenous rules of behavior by using best response and emotions. We show that best response is not sufficient to define complete and consistent rules of behavior and we prove that the use of emotions, which complement reason, is necessary to learn rules of behavior. We model four different emotions (apathy, patience, anger and confidence) which enable the agent to deal with the rewards and with others. We propose an algorithm to model automata-based systems incorporating rationality and emotions.