碩士論文寫作樣本(編輯修改稿)
2025-08-22 06:51 本頁面
【文章內容簡介】 式，以得到關鍵幀之間的所有幀數(shù)。在內插過程中，我們以Bezier曲線的方式設計懸于空中的腿的運動軌跡。并給出了行走運動的生理極限約束和簡單動力學約束；在此基礎上實現(xiàn)了虛擬訓練仿真系統(tǒng)中虛擬人的行走模型。5．虛擬人手運動模型的建立對虛擬人手的解剖結構及運動進行了分析；對虛擬手的運動模型進行了研究與分析，給出了適用于虛擬訓練仿真系統(tǒng)的6個關節(jié)、14個運動自由度的人手簡化模型；給出了虛擬手的關節(jié)運動約束；對虛擬手進行了逆運動學分析；在此基礎上實現(xiàn)了虛擬訓練仿真系統(tǒng)中虛擬手的運動模型。7第一章 虛擬人物的模型的建立一級標題：如“第一章 ”用黑體3號字居中放置。一個好的人體模型將給虛擬人的運動生成及控制帶來極大的方便。本文正是從虛擬人的幾何建模和運動建模這兩個方面生成這樣一個人體模型。由于人體骨骼結構的復雜性，為了能夠在低端平臺上實現(xiàn)實時的虛擬人運動仿真，必須要對其進行一定程度的簡化。本文從運動關節(jié)與運動自由度兩個角度對其進行了簡化，最終得到了一個15關節(jié)、34自由度的虛擬人簡化模型（不包括手掌部分）。 虛擬人的幾何建模二級標題：指章以下的節(jié)，如“ ”用黑體小三號字頂格放置。虛擬人的幾何表達主要研究虛擬人在計算機生成空間中的幾何表示，它必須滿足虛擬人外觀與行為特性等方面逼真性的要求。由于人本身的復雜性和研究方向的不同，該領域的研究又通常分為人體的幾何造型和面部的幾何造型兩個部分。本文僅限于討論人體部分的幾何造型。 幾何建模方法概述[64]三級標題：指節(jié)以下的小標題，如“ ”用黑體四號字頂格放置。一、線框建模標題之外的論述部分，一律用宋體小四號字排版。線框建模是采用點、直線、圓弧、樣條曲線等構造二維物體的圖形表示技術。它是計算機圖形學CAD/CAM領域中最早用來表示形體的模型，并且至今仍在廣泛應用。線框建模只用點、線的信息表示一個形體，數(shù)據(jù)量少，定義過程簡單，符合人們打樣的習慣。很多復雜的形體設計往往先用樣條勾畫出基本輪廓，然后逐步細化。線框建模的數(shù)據(jù)存儲量少，對其編輯、修改非常快。使用線框建模的方法對人體建模時，它是將人體輪廓用線框圖形和關節(jié)表示，由于包含的信息有限，因此該建模方法在對人體建模時存在著如下嚴重的缺陷：1．有模糊性和歧義性：不能夠無二義性地表達三維人體；2．無法實現(xiàn)三維人體模型的自動消隱及真實感人體模型顯示；3．無法進行剖面操作。二、實體建模實體建模的概念盡管一早在20世紀60年代就已提出，但到20世紀70年代才出現(xiàn)簡單且有一定實用意義的實體建模系統(tǒng)。到20世紀70年代后期，實體建模技術在理論、算法和應用方面才比較成熟。使用實體建模的方法對人體建模時，由于它增加了三維人體的實心部分表達，使其信息更加完備，從而使得三維人體得到無二義性描述。并且實體建模方法提供了人體幾乎所有的幾何和拓撲信息，因此它可以支持對表達人體的消隱、真實感圖形顯示。目前，實體建模系統(tǒng)中對人體的表達方式主要有3種：1．基于體素分解的表達方法體素分解表達方法是將復雜的人體層層分解，并將其逼近表示成為一簇基本體素的集合，分解后的復雜人體表示成一棵八叉樹。該方法簡單易行，但對人體的表達是近似，因而很難反映出人體的宏觀幾何特征，并且由于體素間的集合運算涉及大量面與面之間的交貫運算，難免出現(xiàn)奇異的情況，有時計算精度有限帶來的幾何數(shù)據(jù)誤差，還會造成體素之間拓撲關系的紊亂，從而使運算不能進行下去。因此在實際應用中受到很大的限制。2．構造實體幾何構造實體幾何方法是通過簡單形體（如圓柱體、橢球體、球體等）的交、并、差集合運算來表達復雜人體外形，該表達方法可以用一棵二叉樹描述。構造實體幾何表達方法的特點是能夠清晰地表達復雜人體的構造過程并能直觀地描述人體的宏觀幾何特點。但是該表達方法存在著多種構造人體的表達方案，表示的人體模型也不夠逼真，很難表示人體的動態(tài)特性。同樣，由于存在集合運算，因此其計算量大，計算穩(wěn)定性差。3．多面體建模多面體建模是從構造多面體開始，對多面體的任意一個面、棱邊、頂點進行局部修改，從而構造一個與實體外形相似的多面體（即基本立體），然后通過類似于磨光的處理，自動產(chǎn)生自由曲面的控制頂點，并拼接成所需的形狀。它是一種根據(jù)設計者的構思來進行局部處理并生成人體模型的方法。用多面體建模可以靈活地進行人體形狀設計。三、人體建模的曲面模型曲面模型是CAD和計算機圖形學最活躍、最關鍵的學科分支之一。它主要研究具有一定光滑程度的曲面外形的數(shù)學描述。使用曲面模型的方法對人體建模時，曲面模型能提供三維人體的表面信息，并進行隱藏線消除和真實感三維人體模型顯示，但曲面模型方法也存在著缺陷，由于沒有明確定義三維人體的實心部分，因此曲面建模方法不能進行剖面操作。目前，曲面模型的研究主要分為兩個方面：一是曲線曲面的表示、設計、建模顯示等，二是與曲面設計方法相關的算法研究，如求交、等距、過渡、拼接、光順以及局部操作等。圍繞著曲面的表示方法，許多研究者做了大量的研究。1971年法國Renault汽車公司的Bezier正式發(fā)表了一種由控制多邊形定義曲線的方法，這種方法使設計人員只需移動控制頂點就可以方便地修改曲線的形狀，而且形狀的變化完全在預料之中，因而得到廣泛的應用，最初的的三維人體模型就采用了Bezier曲面模型，但是Bezier方法不具有局部特性，在設計復雜的人體曲面的過程中，存在著拼接方面的困難。為解決Bezier方法局部修改的問題，Gordon和Riesenfeld對Bezier方法進行了改進，用B樣條函數(shù)代替Bernstein基函數(shù)，B樣條方法不但繼承了Bezier方法的優(yōu)點，而且還具有獨特的局部特性，使得設計者能方便地對B樣條曲線曲面進行局部修改。在實際使用B樣條曲線曲面人體建模時，主要采用以下兩種具體的建模方法：1．
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