姿态可变辐射虚拟人建模研究

论文摘要

辐射虚拟人模型是进行辐射模拟的重要条件,因此研究辐射虚拟人模型的建模方法具有重要意义。目前主流的辐射虚拟人模型是层析式模型,但绝大多数模型都是站姿的——这不符合实际情况,因为实际辐射场景中人可能处于各种不同的姿态。因此本文提出研究姿态可变辐射虚拟人的建模方法,主要内容包括:（1）全面调研了辐射虚拟人模型建模的相关研究,分析了发展姿态可变辐射虚拟人的意义和困难,并在此基础上提出发展多层结构的姿态可变辐射虚拟人,该模型的主要特点是结合了人体动画技术和层析式辐射虚拟人模型。（2）提出了一种表示姿态可变辐射虚拟人的方法——基于逻辑结构和物理结构的两级结构法:在对姿态可变辐射虚拟人的功能、表示原则进行归纳和总结的基础上提出用物理结构和逻辑结构来表示姿态可变辐射虚拟人。逻辑结构是姿态可变辐射虚拟人的功能的抽象,物理结构是逻辑结构的具体实现。两级结构法将姿态可变辐射虚拟人的功能和实现相分离,该方法的优点是既涵盖了姿态可变辐射虚拟人的全部功能又可以根据实际情况灵活地进行建模。（3）实现了姿态可变辐射虚拟人的骨架系统:借鉴人体动画领域的H-Anim（Humanoid Animation）标准的相关技术,建立了姿态可变辐射虚拟人的骨架系统,并通过旋转骨架系统中的关节实现了姿态可变辐射虚拟人的姿态变换。（4）实现了虚拟人模型的器官的变形:将虚拟人的骨架系统与传统自由变形方法相结合,实现了基于骨架操纵的自由变形算法,并在此基础上实现了虚拟人在姿态变换时的器官的变形。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 辐射防护
• 1.1.2 辐射虚拟人模型
• 1.1.3 姿态可变辐射虚拟人的研究
• 1.1.4 姿态可变辐射虚拟人建模的相关技术
• 1.2 体模型变形技术
• 1.2.1 体模型变形概述
• 1.2.2 体模型变形方法
• 1.3 人体动画领域的虚拟人建模技术
• 1.3.1 虚拟人的建模方法
• 1.3.2 虚拟人的国际标准
• 1.3.3 虚拟人的运动控制方法
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 本章小结及论文结构
• 第二章 姿态可变辐射虚拟人
• 2.1 姿态可变辐射虚拟人的功能
• 2.1.1 基本功能
• 2.1.2 姿态相关功能
• 2.2 姿态可变辐射虚拟人的建模准则
• 2.3 姿态可变辐射虚拟人的结构
• 2.3.1 整体结构
• 2.3.2 逻辑结构
• 2.3.3 物理结构
• 2.4 两级结构表示的优点
• 2.5 物理结构的具体实现
• 2.6 本章小结
• 第三章 骨架系统与姿态变换
• 3.1 人体动画领域的骨架系统
• 3.1.1 H-Anim 标准中的骨架系统
• 3.1.2 体模型中骨架系统
• 3.2 姿态可变辐射虚拟人的骨架系统
• 3.3 姿态变换
• 3.3.1 姿态变换机制
• 3.3.2 姿态变换操作
• 3.4 本章小结
• 第四章 器官组织的变形
• 4.1 自由变形（FREE-FORM DEFORMATION）
• 4.1.1 自由变形的步骤和特点
• 4.1.2 直接操纵的自由变形方法
• 4.2 骨架驱动的自由变形
• 4.3 器官组织变形的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 原型系统及效果
• 5.1 姿态可变辐射虚拟人建模系统
• 5.1.1 系统环境
• 5.1.2 系统模块
• 5.1.3 系统流程图
• 5.2 应用效果
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士研究生在读期间完成的论文
• 硕士研究生在读期间参加的科研工作
• 硕士研究生在读期间获得的荣誉