2006年虚拟人运动建模与VRML仿真关键技术

本文主要探讨了虚拟人的运动建模与仿真技术在2006年的进展。作者们基于人体的关节连接体层次结构，将每个肢体简化为刚性的几何实体，并使用虚拟现实建模语言(VRML)构建了一个人体骨骼模型的初始样本。这个模型允许通过变换来模拟不同肢体的位置和姿态变化。为了精确描述关节间的相对位置和姿态动态，文中定义了三种坐标系，并详细讨论了解决关节点运动参数的方法。 在建模过程中，人体的骨骼系统被视为由计算机算法控制的，由关节连接和肌肉通过运动实现。关键的是，尽管身体的肌肉长度和形状在运动中保持不变，但关节位置和方向的变化驱动了整个动作。因此，采用简单的关节模型来表示人体的几何形状是合理的，因为关节连接决定了身体部件在空间中的相对位置变化。 文章关注的重点在于人体六个主要部分：头部、躯干、上肢（包括手掌）和下肢（大腿和小腿）。作者提供了这些部分的具体参数，如旋转半径和关节角度，这些数据对于运动仿真至关重要。例如，手掌的旋转半径为0.587单位，前臂的旋转角度为0.616度，以此类推。 虚拟人研究的价值在于它能广泛应用于工程、体育训练、医学等领域，因为它能够提供一个逼真的模拟环境，便于分析和优化人体运动。通过这种技术，研究人员可以深入理解人体运动机制，为运动员训练、康复治疗甚至机器人技术的发展提供理论支持。 总结来说，这篇论文深入探讨了如何通过虚拟现实技术和关节模型来构建和模拟人体运动，为后续的虚拟人技术研发奠定了基础，展示了其在科技领域的前沿性和实用性。