流體環(huán)境下人體運動仿真系統(tǒng)的研究.pdf

1、計算機三維動畫是現(xiàn)在計算機的研究重點,其中,人體運動仿真技術(shù)被引用到了各個領(lǐng)域中。本文的研究重點在于實現(xiàn)流體環(huán)境下人體運動的仿真系統(tǒng),由于硬件條件的限制,仿真系統(tǒng)的實時性仍是國內(nèi)外研究的難點。本文的研究目的在于保證仿真效果的真實性下,盡力提高仿真效率,如果仿真效率遇到瓶頸,可以適當(dāng)降低計算的精確度以提高仿真效率。
　　本文在鉸鏈體動畫的基礎(chǔ)上,建立人體運動仿真模型,實現(xiàn)了人體與流體的交互過程,并且控制人體在流體環(huán)境下進(jìn)行運動。人體

2、模型為樹形結(jié)構(gòu),子鏈間滿足父子鏈關(guān)系,通過仿真系統(tǒng)控制子鏈間的運動關(guān)系。本文通過一種基于耦合面的方法,研究了流體與人體的相互作用力。本文通過三維的A*算法計算得到人體運動的目標(biāo)路徑,并根據(jù)設(shè)定的狀態(tài)改變量和相應(yīng)的選擇算法,研究了人體在流體環(huán)境下的運動路徑。
　　本文對常規(guī)方法的改進(jìn)主要體現(xiàn)在三個方面,本文對耦合面的傳遞算法進(jìn)行了改進(jìn),使得交互仿真性能得到提高;本文對加速度的計算公式進(jìn)行了改進(jìn),使得速度更加平穩(wěn);本文對流體環(huán)境下人體

3、的尋徑算法進(jìn)行了改進(jìn),使人體的運動狀態(tài)種類更多,仿真效果更好。
　　因為耦合面的數(shù)量巨大,矩陣計算的復(fù)雜度較高,本文提出了一種基于采樣的方法,降低了耦合面的傳遞數(shù)量,對剩余耦合面進(jìn)行插值計算。進(jìn)一步的,考慮了流體的粘滯阻力,將速度計算公式由線性計算公式改進(jìn)為非線性計算公式,然后對公式的收斂性進(jìn)行了證明,隨后本文提出基于視覺空間的狀態(tài)選擇算法,并對仿真系統(tǒng)的整體實現(xiàn)與測試進(jìn)行了介紹,對其中一些關(guān)鍵模塊的實現(xiàn)與接口的定義進(jìn)行了闡述,詳