本期导读

“计算机与自动化”栏目中,薛为民等的《虚拟人技术在人机交互中的应用研究》,论述了虚拟人模型的构建技术、虚拟人的行为控制方法、虚拟人表情的构建和控制方法以及虚拟人在智能人机交互中的应用,探讨了虚拟人心智系统模型及虚拟人技术的发展前景。龙建雄的《基于Weblogic平台     

智能虚拟人Agent行为建模与运动控制

针对虚拟环境中人的行为分析,研究了井下智能虚拟人Agent的行为建模和运动控制技术.基于人工智能/人工生命方法,构建了集成感知、运动、行为、认知、内部属性等组件的井下智能虚拟人Agent的体系结构;研究了基于简化包容结构的智能虚拟人Agent行为控制模型及其行为选择机制,并基于A*算法,实现了智能虚拟人Agent的路径规划;初步构建了井下虚拟人Agent行为仿真系统,实现了虚拟人Agent的复杂行为控制,为进一步构建具有行为真实感的井下虚拟环境提供技术参考.     

情感虚拟人交互系统的设计与实现

以Candide模型为基础.采用三角形网格形式,应用参数法在VC++环境下实现人脸模型,然后采用脸部表情编码系统方法,通过控制AU实现表情的分析与合成,设计了基于Candide三维人脸模型的人机交互情感虚拟人系统.测试结果表明,用情感虚拟人系统模拟的情感反应符合人类情感行为规律.为实现和谐的人机交互环境提供了一种可行的设计方法.     

基于Agent的虚拟人情感交互建模技术研究

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,但是始终未能解决的问题;实现和谐人机交互的关键技术在于如何使虚拟人具有人的情感认知、情感响应和情感表达的能力。从计算机信息科学和工程学角度,在分析感觉、知觉两面性、二重构造性的基础上,提出了基于混合Agent的虚拟人情感交互模型。实验表明：该模型符合人类感性信息处理和交互模式。     

基于认知机制的情感虚拟人交互技术研究

从情绪认知的角度分析情感虚拟人交互的关键技术,包括情绪认知理论、基于维度空间论的情绪量化和情绪评价,提出并建立了一种情感虚拟人情绪认知模型和动态情感模型。该研究有望解决人机交互中的情感认知、评价和交互机制等问题,为新一代的人机交互模式提供理论指导和技术支持。     

自主虚拟人真实感行为与运动建模的研究

提出一个构建具有高度自主性虚拟人的集成框架,在实时虚拟环境中创建具有类人的真实感行为特征与运动能力的虚拟人.在集成框架中,感知系统使虚拟人能够获取虚拟环境中视听觉信息,对虚拟环境进行自主探索;基于决策网络的行为决策系统模拟真实人类决策的复杂性与不确定性,根据所感知的周围虚拟环境信息,做出合理的行为决策;层次式运动控制系统实现虚拟人在虚拟环境中路径规划与Steering控制,实时合成出真实感的虚拟人运动动画.实验结果表明,该集成框架能够在实时虚拟环境中有效地构建出具有高度自主性、环境感知能力以及智能行为决策与运动控制功能的真实感虚拟人.     

虚拟人研究的新进展 人工智能环境

本书系《计算机智能研究》系列丛书第140卷。上世纪80年代，美国和加拿大开始了虚拟人（VH）的研究。最初，主要研究是企图模拟实际的虚拟人，目的是模拟看起来像人的外观。起初尝试模拟面容和身体，接着是制造对任何虚拟人大小适应的骨架，这将使虚拟人有生气，在90年代，进一步研究头发和皮肤。现在主要关注的是虚拟人的行为和智力，期望虚拟人能识别另一个虚拟人，有记忆，能说话和理解说什么及有感情。本书论述虚拟人的认识和感情行为的各个方面。     

一种采用智能方法的新型VR人机交互界面

在人机交互的发展历程中,随着虚拟现实技术和智能体技术的出现,开始出现了在生命系统指引下的一种新的基于智能体的虚拟现实(VR)人机交互界面.文章论述了基于多智能体的VR人机交互界面的系统构成及技术特点,给出了一种基于多智能体的实时监控人机界面的体系结构,详细描述了各部分的功能,并设计了1个基于多智能体的工业现场三维监测界面.     

一种中性性格虚拟人的情感模型实现

虚拟人是在计算机空间生成,可以与周围的环境交互作用,感知并影响周围环境,虚拟人之间或虚拟人与真实人之间可以通过自然的方式交流。人工情感是建立在人工生命之上的赋予机器类似于人的喜怒哀乐等情感。本文搭建了基于离散的HMM的人工心理模型,实现心理状态对表情的实时的驱动。探讨了实现该系统的模型、方法和技术,并进行了有益的尝试,文中建立了一个中性性格的人在接受不同刺激时的情感反应。经过仿真实验证明了模型的有效性。     

基于B/S三层架构的实验室器材智能管理系统设计

为了提高实验室器材智能管理能力,提出一种基于BS三层架构的实验室器材智能管理系统设计方法。系统总体设计包括用户管理模块、实验室器材智能管理资源管理模块、实验室器材的网络学习模块、上位机控制模块以及人机交互模块等,采用上位机通信方法进行实验室器材管理过程中的网络设计,构建实验室器材管理的网络组网模型,采用B/S构架体系进行实验室器材管理过程中的底层软件开发,采用三层构架体系进行实验室器材智能管理系统的总线设计,系统的传输总线协议采用UDP协议进行网络开发,在B/S三层架构体系中实现实验室器材智能管理系统的软件开发设计。测试结果表明,设计的实验室器材智能管理系统稳定性较好,人机交互能力较强。     

智能化虚拟人感知模型的一种探索性研究

在智能化虚拟人自主行为模型的研究过程中，感知功能是建立虚拟人行为模型的基础．如何能够构建出准确模拟人类感知功能的感知模型是其研究的难点．本文在介绍三维虚拟场詈的建立和虚拟人模型的创建的基础上，着重讨论了虚拟人感知模型的一种实现方法．该方法通过建立空间查询表，对创建的虚拟场景信息进行有效地管理与查询，虚拟人实时对空间查询表进行查询，并引入基于AABB包围盒的碰撞检测算法对是否存在障碍物进行判断，引导自身进行下一步的动作，初步实现了对环境信息的感知．     

基于照片的三维虚拟人重建技术

以标准的三维虚拟人模型为模板,结合从真人的二维正交照片中提取的信息,对其进行重建,得到具有真实感的三维虚拟人模型.首先根据摄像机投影矩阵,得到标准人体三维模型的二维正交投影图像,跟真人的正交照片图像进行对比,得到两者轮廓中对应特征点之间的变形关系.然后利用二维正交图形的变形关系,计算出标准的三维虚拟人和真人的三维虚拟人模型相应三维特征顶点之间的位移关系;并根据特征点之间的相对变形矩阵对分块的标准三维虚拟人模型的所有顶点进行相应的坐标变换.最后提取真人的纹理信息,加载到三维模型中,得到具有真人纹理及相近形态特性的三维虚拟人模型.     

虚拟人平衡保持与恢复的行为动画合成方法研究

以突发事件下意外受扰的虚拟人为研究对象,着重研究其平衡保持与摔倒的行为控制机制及演化过程的动画仿真,探索现有工作尚未涉及的科学难点和有关问题的解决方法.具体包括:视觉、听觉受突发刺激扰动时,虚拟人主动避险中的平衡保持行为的动画合成技术;复杂、动态环境下,虚拟人受突发性外力作用而失衡后的反应式平衡恢复行为的动画合成技术;虚拟人平衡恢复失败后所采取的保护性摔倒行为的动画合成技术.     

增强现实单向物理交互技术的研究与实现

增强现实技术可以将计算机产生的虚拟物体或信息与真实环境进行合成,是由虚拟现实技术发展出来的新研究领域.AR系统中真实物体和虚拟物体除了实现视觉上的融合之外,还要能够实现虚实物体间的交互.本文介绍了增强现实环境下真实物体对虚拟物体的单向物理交互技术及相关原理,并给出了其在单目视觉系统及ARToolKit平台下的具体实现。     

基于虚拟现实技术二次开发的学生公寓漫游仿真的研究

随着虚拟现实技术在教学中的广泛应用,本文在此基础上利用3DS Max工具建立了学生公寓整个楼层建筑、阶梯、楼道、门等静态物体的几何模型,结合vrml中的Script脚本函数结点进行门、窗户、电风扇等物体的动态交互建模,实现了学生公寓漫游的虚拟仿真,达到了复杂场景模型构建简单化的目的.     

New advances in virtual plant research

Virtual plants are computer simulations of the growth, development and deployment of plants in a three-dimensional space. Over the past 20 years, significant progress has been made in virtual plant modeling corresponding to the rapid advances in information technology. Virtual plant research has broad applications in agronomy, forestry, ecology, and remote sensing areas. In this review, we attempt to introduce the significance, modeling methodology, and main advances in virtual plant research and applications. The challenges associated with virtual plant modeling in agronomy applications, including the interaction mechanism between plant and environment and root system modeling, are also discussed. Insights into applications of virtual plants in agronomy are given in the areas of performing virtual experiments to accurately quantify the utilization of soil water and nutrients, to design crop ideotype on computers, and to improve crop planting.     

基于VR技术的设备拆装系统设计

为解决在虚拟环境中对设备拆装过程进行演示和虚拟操作的问题,设计构建基于虚拟现实技术的设备拆装实训系统,给出一种新的、简单、快捷的软件解决方案,即“模型文件+开发包”的方法。用3DMAX实现虚拟实训场景及其中虚拟设备的建模,用VC编程实现场景及模型的实时显示、特殊效果产生、人机交互控制等功能,最终实现虚拟的设备拆装实训系统设计。受训者的实际使用表明,该系统具有良好的交互性和较强的沉浸感,拆装过程逼真、高效、便捷,达到了设备拆装实训教学的训练目的,是对实物拆装实训的有益准备和补充。     

虚拟演播室技术

虚拟演播室技术是近几年发展起来的一种基于虚拟现实的电视节目制作技术，其原理是将摄像机拍摄的前景图像与计算机设计的三维虚拟背景空间相融合以形成新的视频图像。虚拟演播室技术无须构建实际物理场景，同时所建背景受限制小、易于修改，被称为一场电视节目制作中的革命。文章阐述了虚拟演播室技术的产生背景、发展、关键技术、应用以及未来。     

汽车开发中的虚拟产品开发技术

首先论述了虚拟产品开发技术产生的背景、内涵及功能特点 ,其次重点介绍了虚拟产品开发技术在汽车开发中的应用技术及进展 ,包括 :虚拟油泥建模 ,虚拟概念车的总体评价 ,汽车车身室内的虚拟人体工程学设计 ,虚拟风洞技术 ,汽车碰撞的虚拟仿真 ,整车性能的虚拟仿真与评价 ,虚拟装配与干涉评价等     

虚拟集成测试与虚拟仪器技术

虚拟仪器技术是虚拟测试技术和计算机自动测试技术发展的结果,是目前自动测试技术及测量仪器与系统的重要发展方向。介绍了基于总线技术的虚拟仪器技术的研究现状,对虚拟仪器技术的硬件平台和软件平台进行了较全面地综述,并指出了该技术今后的发展方向。