周立松

摘 要：现有内河船舶操纵模拟器中仅能模拟人员落水场景，且模拟效果较差，很有必要对模拟器中虚拟人及其动作的模拟进行研究。采用分层表示模型将虚拟人分为骨骼层和皮肤层，在3Ds MAX中构建虚拟人的骨骼模型，使用蒙皮骨骼技术将皮肤绑定在骨骼上，从而实现了虚拟人的几何建模。根据人员动作的关键姿势生成关键帧，再由关键帧生成动作的中间帧。用Cal3D骨骼动画引擎将虚拟人动画导出，并导入到OSG场景管理软件中进行绘制，最终实现了虚拟人及其运动的模拟。

关键词：内河船舶操纵模拟器 虚拟人 蒙皮骨骼 关键帧

内河船舶操纵模拟器是内河船员教学与培训的重要设备。在模拟器中，无论是人员行走、攀爬、落水后挣扎，还是船舶靠离码头时人员抛、接、系缆绳等场景都需要对人员及其动作进行模拟，现有的内河船船操纵模拟器中仅能模拟人员落水场景，且模拟效果较差。所以很有必要对模拟器中虚拟人及其动作的模拟进行研究，从而丰富场景的显示内容，提高场景的真实感。

从上世纪80年代开始，有关虚拟人及其运动研究就得到了开展，随着计算机处理能力的提高，一些关于虚拟人建模和运动的关键技术取得了较大的进步。本文的主要工作是创建虚拟人模型，通过对人员行走、攀爬等的分析，获得动作关键帧，最后用场景驱动软件将虚拟人的动作显示到场景中。

虚拟人的几何建模

虚拟人的几何建模就是根据虚拟人的外观和行为特征，在满足逼真度要求的前提下，将虚拟人在计算机中进行几何表示的过程。……