智能虚拟环境中自主虚拟角色感知模型的研究

论文摘要

虚拟角色的自主行为是由虚拟角色对环境的感知所支持的,因此对于人工自主智能角色,建立感知模型是至关重要的。智能虚拟环境中的自主虚拟角色要在没有外部操纵者或环境中其他的虚拟角色直接干预的情况下运作,并且对自己的行为和内部状态要有一定的控制能力,能够实现简单的感知功能:首先是对场景的感知,实现虚拟人对活动场所的感知;其次是对虚拟对象的感知,能够实现对虚拟对象位置的感知,及时根据环境的变化做出相应反应。本文首先对智能虚拟环境、自主虚拟角色和感知模型做了简单概述,研究了在智能虚拟环境中构建自主虚拟角色感知模型的相关技术,对构建一个具体虚拟环境中的自主虚拟角色所要采用的各种方法做了讨论。其次,构建了一个简单的三维虚拟环境及虚拟人模型,并采用基于运动捕获数据的方法,从动作库选取了适当的动画为虚拟角色导入动作。最后,在自主虚拟角色感知模型的实现上,本文从虚拟人视觉的角度,采用false coloring方式对视觉图像进行颜色编码并根据颜色识别物体;在建立虚拟感知器的过程中,针对传统碰撞检测算法的缺点,应用了一种基于缓冲区Z_buffer值的快速碰撞检测算法;并为虚拟人建立了瞬时记忆、短时记忆和长时记忆三层视觉记忆存储模块。本文构建了一个能够给自主角色提供各种感知信息的三维虚拟环境,通过对视觉感知模型的关键技术的研究,初步建立了智能虚拟环境中自主虚拟角色感知模型,使角色成为能够自己决定做什么,以及如何做的自主角色。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 引言
• 第一章 智能虚拟环境、自主虚拟角色和感知模型
• 1.1 智能虚拟环境
• 1.1.1 智能虚拟环境的定义
• 1.1.2 智能虚拟环境的系统结构
• 1.2 自主虚拟角色
• 1.2.1 自主虚拟角色的定义
• 1.2.2 自主虚拟角色的层次结构
• 1.3 感知模型
• 1.3.1 感知模型概述
• 1.3.2 典型的感知模型
• 1.3.3 系统开发环境
• 第二章 自主虚拟角色感知模型的构建方法
• 2.1 自主虚拟角色功能模型
• 2.2 基于虚拟视觉的感知模型
• 2.2.1 人的视觉特点
• 2.2.2 感知模型研究中的问题
• 2.3 虚拟视觉模型的建模方法
• 2.3.1 基于渲染的视觉模型（Rendering-based Vision）
• 2.3.2 数据库访问（Database Access）
• 2.3.3 合成视觉（Synthetic Vision）
• 2.3.4 几何视觉模型（Geometric Vision）
• 2.4 构建自主虚拟角色感知模型的关键技术
• 2.4.1 视觉图像的绘制原理
• 2.4.2 视觉图像的识别原理
• 2.4.3 碰撞检测技术
• 2.4.4 视觉记忆
• 第三章 智能虚拟环境的构建
• 3.1 三维虚拟场景的构建
• 3.2 虚拟人模型的创建
• 3.2.1 虚拟人模型的国际标准
• 3.2.2 H-Anim 标准的虚拟人模型
• 3.2.3 虚拟人的几何模型
• 3.3 虚拟人动作的导入
• 3.3.1 运动捕获数据
• 3.3.2 由运动捕获数据驱动虚拟人运动
• 第四章 自主虚拟角色感知模型的实现
• 4.1 感知模型的整体框架
• 4.2 环境信息数据库的建立
• 4.3 虚拟感知器
• 4.3.1 视野感知器
• 4.3.2 碰撞检测感知器
• 4.4 虚拟视觉模型的实现
• 4.4.1 视觉图像绘制的实现
• 4.4.2 视觉图像的识别
• 4.5 虚拟记忆模块的实现
• 4.5.1 基于三层记忆功能的感知模型
• 4.5.2 虚拟记忆形成与处理
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要