本文主要研究虚拟人三文模型控制平台的设计实现， 利用三文图形标准OpenGL作为前台三文模型的显示接口，实现虚拟人模型的实时显示，后台由时下流行的Python语言编写，实现骨骼蒙皮参数矩阵的计算，界面使用PGU编写，实现在SDL窗口中的参数调整，模型文件采用AutodeskTM推出的FBX标准编写，实现模型的更换。设计利用简单的骨骼-蒙皮算法，加入顶点权重的概念，实现在关节处的自然连接表现；通过变换、旋转、缩放、偏移、反变换矩阵，实现骨骼与蒙皮之间的映射。本设计可以实时的表现虚拟人的各种姿态，骨骼与蒙皮的位置参数均可达到单浮点精度，精确的再现运动员身体的各种细微姿势变化。7482
关键词 OpenGL 骨骼蒙皮 虚拟人Title
Three-dimensional model of the virtual human control platform
Abstract
This paper studies the design of three-dimensional model of the virtual human
control platform,using 3D graphics standard OpenGL as a 3D model of the front
display interface to display a virtual human model in real-time ,written by the
popular Python programming language to achieve the calculation of the parameters
matrix in the background;Interface supports parameter adjustment in SDL window
with PGU;Model file using AutodeskTM FBX standard preparation offers the ability
of replacement of model. Using skeleton – mesh algorithm design, adding the
concept of vertex weights, the performance achieved in the natural connection of
the joints;Through the transform, rotate, zoom, offset, inverse transform matrix
realize the mapping between the skeleton and mesh. This design can be real-time
performance of the various postures of virtual human, the positional parameters of
the skeleton and mesh can reach the single floating-point precision, accurate
reproduction of subtle postural changes of the athletes body.
Keywords OpenGL skeleton – mesh virtual human
目录
1.绪论.1
1.1.研究背景与现状.1
1.2.研究主要内容.3
2.虚拟人模型的建立.3
2.1.建模工具的选择.4
2.2.模型的选择.4
2.3.骨骼系统的建立.4
2.4.模型的导出.5
3.模型的显示与控制.5
3.1.模型的显示.6
3.1.1.模型的载入6
3.1.2.模型顶点的描绘6
3.1.3.模型贴图的绘制7
3.2.模型的控制.7
3.2.1.坐标矩阵7
3.2.2.旋转矩阵7
3.2.3.伸缩矩阵8
3.2.4.偏移矩阵8
3.2.5.变换矩阵9
3.2.6.骨骼系统9
3.2.7.蒙皮映射10
3.2.8.控制矩阵的加入10
4.具体模块的程序设计.11
4.1.程序语言的选择11
4.2.载入部分的程序设计11
4.3.显示部分的程序设计11
4.4.控制部分的程序设计.12
5.程序测试结果与不足.12
5.1.测试与结果.12
5.2.不足与改进.13
6.结论.15
7.致谢.16
1. 绪论
虚拟现实，或虚拟实境（Virtual Reality），简称VR技术，也称灵境技术或人工环
境，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉
等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的
事物。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的 3D世界影像
传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、
传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助 OpenGL虚拟人三维模型控制平台实现+文献综述:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_5466.html