姿态可变辐射虚拟人建模的研究.pdf

姿态可变辐射虚拟人建模研究 摘 要 辐射虚拟人模型是进行辐射模拟的重要条件,因此研究辐射虚拟人模型的建模方法具有重要意义。目前主流的辐射虚拟人模型是层析式模型,但绝大多数模型都是站姿的——这不符合实际情况,因为实际辐射场景中人可能处于各种不同的姿态。因此本文提出研究姿态可变辐射虚拟人的建模方法,主要内容包括: (1) 全面调研了辐射虚拟人模型建模的相关研究,分析了发展姿态可变辐射虚拟人的意义和困难,并在此基础上提出发展多层结构的姿态可变辐射虚拟人,该模型的主要特点是结合了人体动画技术和层析式辐射虚拟人模型。(2) 提出了一种表示姿态可变辐射虚拟人的方法——基于逻辑结构和物理结构的两级结构法:在对姿态可变辐射虚拟人的功能、表示原则进行归纳和总结的基础上提出用物理结构和逻辑结构来表示姿态可变辐射虚拟人。逻辑结构是姿态可变辐射虚拟人的功能的抽象,物理结构是逻辑结构的具体实现。两级结构法将姿态可变辐射虚拟人的功能和实现相分离,该方法的优点是既涵盖了姿态可变辐射虚拟人的全部功能又可以根据实际情况灵活地进行建模。(3) 实现了姿态可变辐射虚拟人的骨架系统:借鉴人体动画领域的 H-Anim(Humanoid Animation) 标准的相关技术, 建立了姿态可变辐射虚拟人的骨架系统,并通过旋转骨架系统中的关节实现了姿态可变辐射虚拟人的姿态变换。(4) 实现了虚拟人模型的器官的变形:将虚拟人的骨架系统与传统自由变形方法相结合,实现了基于骨架操纵的自由变形算法,并在此基础上实现了虚拟人在姿态变换时的器官的变形。关键词: 辐射模拟;辐射虚拟人;姿态变换机制;自由变形本论文主要得到了国家自然基金:“多层次姿态可变辐射虚拟人及其建模方法研究”(11005028) ,安徽省基金: “面向非真实感体绘制的智能界面的关键技术研究”(090412066) ,安徽省教育厅自然科学基金: “基于 Agent 的虚拟导游和虚拟游客技术研究”(KJ2009B043Z) 的共同资助。 Research on Modeling of Postu re-Variable Radiation Virtual Human ABSTRACT Radiation Virtual Human (RVH) is an important conditio n for radiation simulation, so it is of great significance to research modeling method of RVH. The current mainstream RVH is the Tomographi c Model, most of wh ich are in standing posture. This does not meet the actual situat ion, because in actual scene of radiation human may be in different postures. Ther efore, this dissertation researches on modeling method of Posture-Variable Ra diation Virtual Human (PVRVH) and the main work of this dissertation goes as follow: (1) Related research of RVH is investig prehensively. By analyzing the significance and difficulties in developi ng PVRVH, this disse rtation proposed the multi-layer-structure PVRVH. The ma in characteristic of this model is combination of technical of human animation and tomographic models (2) Two-Layer-Structure Method which pres ents PVRVH is proposed. Based on the functions and representation principles of PVRVH which are concluded and summarized, PVRVH represented by physical structure and logical structure is proposed in t