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1、虚拟人技术的手语合成系统一.虚拟人建模1.概述手语是一种可视语言，合成的手语需要用图形或图像的方法显示出来，观察者才能“读”取手语的信息与意义。虚拟人是完全由计算机表示，看起来像真人的图形实体，这就要求虚拟人要做的逼真，并且能正确的模拟人类的各种动作。2.虚拟人建模的常用方法虚拟人建模有以下几种常用方法：棒模型：使用棒元素来表示人体轮廓，这种表示方法表示的真实感较差，但由于其模型简单，显示的速度比较快，一般在研究中研究运动模型的时候使用。表面模型：是由一系列多边形或曲面片的表面将人体骨骼包围起来来表示人体外形。主要有多边形法（Pol
2、ygon），Bezier曲面法和有限元法（FEM,FiniteElementMethod）。l多边形法：该方法把人体表面分解成多边形，然后消除隐藏面并着色以达到逼真的程度。lBezier曲面法：将人体的每一个部位定义成一个Bezier曲面集，并把这些曲面光滑地连接在一起，用Bezier曲面集的坐标变换来模拟与人体活动相一致的自然的皮肤变化。l有限元法：采用大量图元，利用有限元理论的数值模拟计算法。用多边形表示的表面模型虽然可以通过修改表面点来表示人体部位的运动，也可以消除其隐藏面，真实感较强，但有限的多边形面表示人体表面光滑型不够。
3、使用Bezier曲面的表面模型方法比较逼真，但是，处理的数据量十分庞大，时间和空间开销很大，并且建立光滑连接的皮肤活动模型难度较大体模型有基本体素的组合来表示人体的外形，基本体素可以是圆柱体，椭球体，球体等。宋顺林等采用了一种多面体胶接的方法来模拟人体的外型：人体外型是由各个部位和相应关节组合而成，每个部位用部位多面体来模拟，相应关节用关节多面体来模拟，部位体是由多个多边形组合而成，并且具有体积，而关节体是没有厚度的两个重叠的多边形构成的多面体。设计思想如下：每个部位体都为一多边形棱柱，组成该棱柱的多边形称之为片，片类似于人体的横截
4、面，将相邻片之间定点连接起来就构成了多边形棱柱如下图所示：如图所示：A1B1C1D1,A2B2C2D2,A3B3C3D3为该多面体的片。关节体为仅有一多边形组成的体结构，该多边形的顶点为关节部位的特征点，选取的特征点数应与上下部位体片多边性相一致将多面体相邻的面的对应顶点连接就产生棱，擦除相邻的面，两个实体就胶接为一个实体，对每两个相邻的面都重复这样的过程，就可以产生初始的粗略人体。2.VRML语言Internet上第一个浏览器发行不久,VirtualRealityMarkupLanguage(VRML)成为Internet上虚拟现
5、实的3D标准。它的传输协议同于WorldWideWeb(WWW)上的传输协议(HTTP),文件格式是OpenInventor的Inventor文件格式的子集。1994年在瑞士日内瓦举办的WorldWideWeb会议上VRML作为一个3DWeb标准被提出,VRML这一缩写改为代表“VirtualRealityModellingLanguage”这一术语,更贴切反映了VRML的本质。通过用建模语言来构造计算机可操作的对象以反映外部世界。这和大多数图形软件的构造对象的模式有异曲同功之处。有于时间上的紧迫,VRML协议创建者中的大多数赞成用
6、SGI公司的OpenInventor的文件格式作为VRML1.0的文件描述规范。这样OpenInventor的一个子集加上网络功能,成为VRML1.0的主要组成部分。在1995年春,SGI推出了第一个VRML浏览器———WebSpace,可用来浏览VRML1.0所构造的虚拟世界。VRML的设计者想使它成为一种在Internet上具有交互性和多方参与性的分布式虚拟现实标准建模语言。这就要求它具有平台独立性,可扩展性。VRML1.0实际上只是这些要求的部分实现。它能展现三维图景,用户也可在其中漫游,但环境只提供有限的交互性。1996年优
7、秀3D图形技术会议上,随着VRML2.0的确定,VRML所构造的虚拟世界更接近真实世界。VRML2.0支持SGI提出的MovingWorlds建议,使它更具有交互性。在虚拟世界中,漫游者可以操纵灯的开关,招手Taxi,可以听到有远及近的火车汽笛声。并且,VRML2.0采用Apple公司平台独立的3D图元格式(3DMF)技术对.wrl文件进行压缩,以实现更快的在Internet上传输3D虚拟世界。VRML是Web技术发展的一个重要里程碑，它有如下的特点：以VRML为核心的第二代Web不同于以HTML为核心的第一代Web技术。它把VRM
8、L与HTML,Java媒体信息流等技术有机的结合起来，形成一种新的三维超媒体网页。它展示给用户一个交互，三维，动态，逼真的世界。（1）它是一个3D造型和渲染的图形描述性语言，用普通的文本编辑器就可以编写出来，也可用专门程序生成或变换而
