虚拟环境中人和虚拟角色互动的关键技术

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1、虚拟环境中人和虚拟角色互动的关键技术翁冬冬薛雅琼北京理工大学摘要：剖析虚拟环境屮人和虚拟角色互动的关键技术，其屮空间定位、动作捕捉、眼动追踪和语音输入实现虚拟角色对用户的多通道交互输入信号的接收，反馈控制系统建立从交互输入信号到呈现给用户的多通道反馈输出信号的映射，反馈信号渲染将多通道反馈输出信号以虚拟角色的表情、动作、语音等形式呈现给用户，同时力触觉反馈技术支持虚拟角色提供触觉通道的交互，使交互具有更多的物理性。关键词：人-虚拟角色互动;虚拟现实;关键技术;多通道交互信号接收;反馈控制;多通道反馈信号渲染;力触觉反馈;作者简介

2、：翁冬冬，北京理工大学光电学院副研究员；主要研究领域为虚拟现实、増强现实与新型人机交互技术;先后主持和参加国家级项目20余项；已发表被SC1/E1检索论文30余篇，获授权专利5项。作者简介：薛雅琼，北京理工大学在读硕士研究生，主要研究方向为虚拟现实与新型人机交互技术。基金:国家高技术研究发展(“863”)计划(2015AA016303)TheKeyTechnologiesofHuman-VirtualCharacterInteractioninVirtualEnvironmentWENGDongdongXUEYaqiongBei

3、jingInstituteofTechnology;Abstract：Inthispaper,thekeytechnologiesofhuman-virtualcharacterinteractioninvirtualenvironmentareanalyzed.Thereceptionofmulti-channelinteractiveinputsignalofuserisachievedbyspacepositioning,motioncapture,eyetrackingcindvoiceinput.Themeipping

4、frominteractiveinputsignaltoresponsesignalisconstruetedbyresponsecontrolsystem.Themulti-channelresponsesignalisshowntouserbyresponserendertechnologywithlifelikefacialappearance,motionandvoice.Moreover,forcefeedbacktechnologyaddthehapticinteractiontohuman-virtualchara

5、cterinteraction,andenhancethephysicalityofinteraction.Keyword：human-virtualcharacterinteraction;virtualreality;keytechnology;receptionofmulti-channelinteractivesignal;responsecontrol;tendcringofmulti-channelresponsesignal;forcefeedback;1人和虚拟角色的互动虚拟现实(VR)技术通过以计算机技术、人机

6、交互为核心的高新技术生成逼真的视觉、听觉、触觉等多通道的、一定范围内的虚拟环境，用户可以借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境屮的物体交互，获得亲临等同真实环境的感受和体验。VR具有"31”特性,即沉浸感(immersion)、交互性(interaction)和构想性(imagination),并且随着同人工智能技术的不断结合，VR系统表现出更多的智能性(intelligence),并逐渐向41发展。VR技术在发展的早期阶段多用于军事、航空航天、医学、培训、工业仿真、城市规划等严肃的专业领域，充分利用31特性对现实世界进行高精度的

7、模拟与呈现，辅助用户研究分析,解决复杂问题。随着OculusRift>HTCVive和PlayStationVR等消费级VR产品的发布，VR技术逐渐从专业应用领域走向消费者市场，教育、娱乐等个人应用领域进一步蓬勃发展。最简单的VR应用是虚拟电影院，在用户的视野前方设置一块可以播放电影的巨大屏幕，虽然播放的资源仍然是原先的传统电影，但是可以让用户享受到在电影院观影的感觉。360。视频则更进一步地不再固定用户的视角，给予用户更多自主选择观看视角的自由。严格来看，这两者不能算作真正意义上的VR应用，因为并没有充分体现岀VR的31特性，

8、单单通过虚拟环境的360。环绕给人仿佛“身临其境”的感官错觉，缺乏空间感知和运动支持，实现的沉浸感是粗糙而脆弱的，交互性和构想性更是不曾体现。它们最多只能作为当前阶段缺乏成熟的制作VR互动体验的经验，为方便广大消费者了解VR技术而做出的折衷。在真正的VR互动体验