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.     

虚拟人追逐行为的一种决策模型

行为仿真是虚拟现实领域中的一个重要课题,追逐是动物和人类最常见的行为,建立追逐行为模型是一个有趣的话题。分析了一种包含追逐者和逃跑者的追逐行为,引入人的生理参数和情绪参数,建立了情绪、体力和速度之间的计算公式。根据非合作动态博弈原理建立了行为决策模型,我们在计算上进行了仿真实验,结果表明,我们的模型能较好模拟生命体追逐行为的一些生理特征和心理特性。     

基于虚拟现实技术的居家火灾逃生系统的研究

火灾逃生教育具有重要的现实意义,但在现实生活中,面向公众的火灾逃生演练通常花费很大。虚拟现实技术也能模拟火灾场景,可以增强逃生教育的效果,同时能大大降低训练的费用。建立了面向火灾逃生训练的虚拟现实原型系统,我们编制了集粒子动画和声音于一体的游戏风格图形界面,用户可以控制替身在虚拟火灾场景中逃生,替身的运动采用骨骼动画实现,我们使用面部表情图片来描述替身的情绪状态。初步的实验结果表明,该演示系统能够使火灾逃生演练变得更形象。     

人行桥上突发事件下的人群恐慌行为模型研究

人行桥是人员密集场所,在突发事件下,容易导致人群拥挤踩踏。目前的人群仿真技术对恐慌情绪考虑不充分,不能全面描述人群行为。在综述人群行为仿真技术的基础上,提出了个体的结构和假设,给出了人群在恐慌情绪作用下个体的行为描述,构建一种恐慌情绪感染模型,在计算机上编制了演示系统,从而验证本文模型的合理性。     

虚拟人情绪向量和表情向量的合成

虚拟人的面部情绪表达是一个令许多学者感兴趣的研究领域,以往的研究多偏重在人脸数据的获取和面部局部运动的生成方面,尚没有情绪合成的一般性数学模型。首先,提出了情绪向量空间的概念,人的情绪状态可以转化成情绪向量空间中的一个情绪向量,情绪向量可以通过基本情绪向量来计算。其次,建立了表情向量空间的概念,人的表情可以转化成表情向量空间中的一个表情向量,表情向量可以通过基本表情向量来计算。再次,建立从情绪向量空间到表情向量空间之间的映射,表情动画是通过情绪状态和情绪映射来实现的。最后,在微机上进行了初步的实验,利用6个基本情绪状态来计算情绪合成。     

虚拟角色的一种自主运动路径规划方法

虚拟角色的路径规划是动漫游戏的一个重要课题,如何建立高效的路径规划方法仍是一个热点话题。提出了一种基于感知记忆的路径规划方法,该算法包括全局路径规划、局部路径规划和记忆模块。全局路径规划是根据已知的路径建立的,提出了拥堵系数和容忍度的公式;而局部路径规划是根据局部感知建立的,虚拟角色能够依据局部路径规划探索一个未知环境,全局路径信息记录在记忆模块中。构造了一个包含虚拟角色的三维迷宫,实验结果表明,根据前面探索信息建立的全局路径规划是有效的。     

一种面向人群仿真的改进型社会力模型研究

在人群仿真领域,社会力模型的应用和改进研究仍是一个热点问题。在Helbing社会力模型的基础上,引入人群个体之间的排斥力和转向力,改进了人群在正常状态下的行走行为模型。对恐慌人群,提出了期望速度、人群密度、恐慌值的计算方法,拟定一些约束条件来改善动画显示效果。在微机上使用Direct3D实现了人群行为动画,实验结果表明,改进的模型能够较好地模拟人群行为。     

动漫游戏中虚拟角色的一种情绪行为仿真模型

情绪在人类的生活中扮演了重要角色,情绪仿真已经成为许多领域中令人感兴趣的研究课题,为了使计算机具有情绪表达能力,应该将人类情绪运用合适的数学模型描述出来。选择功度游戏中的追逐行为作为仿真对象。结合人体生物学原理和环境心理学理论．提出了追逐行为的情绪仿真模型,将博彝思想引入纠追逐行模拟中,仿真原型系统显示本模型能较好地描述虚拟角色的追逐行为。