儿童交通安全教育的事故现场三维仿真研究

儿童交通安全教育是十分重要的,但传统的教育方式仍不生动,且缺乏交互性。基于建构主义学习理论和现代教育技术,提出了交通安全教育的一种新方法。建立了包含虚拟人和轿车的三维交通仿真系统,用户可以扮演和控制一个虚拟儿童过马路,仿真系统具有交互性并且生动形象,虚拟妈妈也集成到该系统中,如果儿童安全地到达马路的对面,妈妈就会微笑;如果儿童被车撞倒,妈妈就会伤心哭叫。演示的结果显示,儿童喜欢这种新的教学方法。     

河姆渡遗址博物馆虚拟展示系统的研究

中国拥有很多面向公众的文化博物馆,但人们却很少再次光顾这类博物馆,如何开发博物馆的资源具有重要的社会意义.随着互联网三维技术的发展,在博物馆领域中应用虚拟现实技术已经成为一个热门的话题,人们迫切希望从虚拟博物馆中获取更多的三维信息.通过对位于中国宁波市的河姆渡遗址博物馆的实际调研,提出一种利用虚拟现实技术开发河姆渡遗址博物馆资源的方法,采用3DS MAX绘制了河姆渡遗址博物馆的三维场景,并在微机上采用VRML语言实现了一个三维漫游系统,初步的结果表明,虚拟现实技术可望为文化展示提供一种新的手段.     

数字娱乐领域中的虚拟人情绪表现模型研究

数字娱乐的本质是创造用户的情绪体验,构造具有情绪表现力的虚拟人是数字娱乐领域的关键目标。虚拟人是完全由计算机系统生成的三维图形实体,他们能够在虚拟世界中模拟真人的各种特征。讨论了数字娱乐领域对虚拟人情绪表现模拟的需求,概括了国际上虚拟人情绪模型的研究现状,提出了虚拟人情绪表现模型研究的一些新方向。可以将虚拟人视为一个智能主体,将虚拟人的情绪表现模型和认知活动结合起来。为了充分地描述情绪决策过程中信息的不确定性,应采用软计算方法,建立虚拟人情绪表现模型。     

基于OpenCL加速的SPH流体仿真

流体在虚拟现实场景中扮演重要角色,基于物理模型的流体动画可以增强数值仿真的真实感。但通常的基于物理模型的流体动画渲染,如果没有采用并行计算,不能达到实时模拟的效果。使用异构计算平台Open CL对SPH(smoothed particle hydrodynamics)方法进行加速,充分利用了Open CL与图形渲染API的数据互通性,并采用了CPU和GPU的协同工作的技术,能够发挥硬件潜力;同时,采用库伦定律和SPH方法计算表面张力和粒子法线,初步的实验结果表明该方法有希望用于大规模流体仿真。     

实时人脸特征提取

快速精确的人脸特征提取是人脸识别和表情分析的基础.文中提出了一种新型高效的视频人脸几何特征实时提取方法.视频输入图像以加权图形式表示,通过在加权图上的随机游动实现人脸像素级特征的自动提取,脸部特征包括外轮廓、眉毛、眼睛、鼻子和嘴唇.加权图采用8-邻接结构,定义在图的边上的加权值反映随机游动通过该边的似然度.随机游动模拟了一个各向异性的扩散过程,此扩散过程在滤除图像噪声点的同时保留下脸部特征点.随机游动从一些事先通过颜色和运动信息确定的、最具人脸特征的种子点开始,通过随机游动获得的人脸特征点以其原始形式统一保存在多个链表结构中,并根据人脸各部分的相对位置聚集成对应的特征点集合.有关人脸结构的先验知识通过Bayes方法结合到分析过程中.为了便于高层视觉计算,采用统计形状分析方法,将人脸特征点进一步表示成形状和配准信息,形状是具有仿射不变特性的几何信息,用于描述人脸的全局特征.形状的距离度量采用Procrustes距离.实验结果表明,提出的方法快速高效,能够实时地从视频中提取出人脸特征,在一定程度的光线变化、尺度变化、头部转动、手部干扰的情形下仍可以正常工作.     

用Web3D技术开发儿童虚拟自然观察电子学习软件

提出了开发基于Web3D的儿童电子教育软件的方法.基于建构主义学习理论,儿童喜欢以娱乐的方式来学习知识,而三维虚拟环境十分适合于儿童对事物的探索.通过3个例子对这种软件开发的方法进行了说明.实例表明,Web3D技术在开发儿童电子教育软件方面具有强大的功能.     

情绪虚拟主体研究

建立了一个虚拟主体认知框架,然后探讨了动机模型、个性模型、情绪模型、以及行为模型.动机模型是基于马斯洛理论建立的.考虑了个性对情绪的影响.情绪模型考虑了OCC模型中的六种情绪.使用模糊推理系统,情绪转变机制、以及情绪衰减机制来计算情绪强度.最后给出了行为选择方法和情绪行为表现方法.通过实验表明,所提出的情绪模型是合理的,它可以使虚拟主体表现更加让人信服且更有趣.     

一种基于心理学的智能虚拟人动机模型

虚拟人是现代计算机游戏的重要组成部分,智能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.智能虚拟人能够在一定的虚拟环境下自行做出适当的决策.可信的虚拟人不仅要有行为和情绪,而且也要有丰富的动机.运用模糊数学的方法和心理学理论,提出了情绪和动机的形式化描述,建立了动机的一种可计算模型,该模型集成了刺激、知觉、个性、动机和情绪.一种基本情绪的激发不仅和外部刺激有关,而且也与动机和个性相关,情绪状态是基本情绪状态的合成.     

虚拟人的行为规划模型研究

基于智能主体理论,提出了虚拟人的结构体系。虚拟人的结构体系包括感觉模块、知觉模块、规划模块、行为模块、行动模块、数据库模块、知识库模块、情绪模块、内部变量模块、运动控制模块。这些模块集成为一个整体。本文着重介绍规划模块和行为模块的功能。虚拟人的行为用产生式规则来描述,每条产生式规则具有不同的优先度,可以在不同的行为之间建立合成运算,采用抑制增益系数和疲劳系数来表现行为的时序特征。最后,在微机上实现了一个基于本文模型的虚拟人行为动画系统。     

基于微博文本数据分析的社会群体情感可视计算方法研究

针对已有的情感分析研究多侧重在情感的倾向性方面, 缺乏对各类情感的详细描述, 不能形象直观地反映社会群体的情感变化的问题, 提出一种基于依存句法和人工标注相结合的情感分析方法。该方法采用三维立体的人脸表情进行情感分析, 形象地呈现社会群体的情感变化。对于不同的社会事件, 以可视化方式来展现不同地区微博群体的情感。实验结果表明, 该模型可以有效地描述人群情感, 研究结果为基于大数据的网络舆情分析提供了一种新思路。